Оценка воспалительной реакции в поджелудочной железе после введения N-ацетилцистеина в модели постлучевого панкреатита

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Введение. Воздействие ионизирующего излучения может приводить к радиационному поражению здоровых тканей поджелудочной железы (ПЖ) с развитием признаков постлучевого панкреатита. Облучение электронами потенциально оказывает наиболее «щадящий» эффект в отношении здоровых тканей, однако данных об этом немного. Актуальным остается поиск средств защиты здоровых тканей от воздействия ионизирующего излучения. Так, применение средств с антиоксидантными свойствами (N-ацетилцистеин – NAC) потенциально может замедлить развитие постлучевого панкреатита.

Цель исследования – оценка воспалительной реакции в ПЖ после введения NAC в модели радиационно-индуцированного панкреатита.

Материал и методы. Крысы породы Вистар (n=120) были поделены на 4 группы: I (n=30) – контрольная; II (n=30) – облучение электронами в суммарной облучающей дозе 25 Гр; III (n=30) – предлучевое введение NAC перед облучением электронами; IV (n=30) – введение NAC. Животных выводили из эксперимента на 7-е, 30-е и 90-е сутки. Проводили морфологическую оценку фрагментов ПЖ и иммуногистохимическое исследование с антителами к про- (IL-1, IL-6) и противовоспалительным (IL-10) цитокинам, маркерам Т-лимфоцитов (CD3) и макрофагов (CD68).

Результаты. На всех сроках эксперимента в группе облучения электронами наблюдали высокие уровни экспрессии про- и противовоспалительных цитокинов с незначительным увеличением количества CD3+ Т-лимфоцитов и CD68+ макрофагов. В группе предлучевого введения NAC также обнаружили повышенные уровни иммуномечения при проведении реакций с антителами к про- и противовоспалительным цитокинам, однако к 3-му месяцу эксперимента в этой группе практически не отмечали CD3+ и CD68+ иммунокомпетентных клеток.

Заключение. Локальное облучение электронами ПЖ в суммарной дозе 25 Гр на ранних сроках приводит к развитию стромально-сосудистой воспалительной реакции с капиллярно-паренхиматозным блоком практически без клеточной воспалительной инфильтрации. В то же время предлучевое введение NAC частично предотвращает развитие постлучевого панкреатита.

Об авторах

Григорий Александрович Демяшкин

ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России; ФГАОУ ВО «Первый московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» И.М. Сеченова» (Сеченовский Университет) Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: dr.dga@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8447-2600

доктор медицинских наук, заведующий отделом патоморфологии Медицинского радиологического научного центра им. А.Ф. Цыба – филиала ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России; заведующий лабораторией гистологии и иммуногистохимии Института трансляционной медицины и биотехнологии ФГАОУ ВО «Первый московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» И.М. Сеченова» (Сеченовский Университет) Минздрава России

Россия, 249036, Обнинск, ул. Королева, д. 4; 119991, Москва, ул. Трубецкая, д. 8/2

Дмитрий Андреевич Атякшин

ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы»

Email: atyakshin-da@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-8347-4556

доктор медицинских наук, доцент, директор Научно-образовательного ресурсного центра «Инновационные технологии иммунофенотипирования, цифрового пространственного профилирования и ультраструктурного анализа»

Россия, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6

Дали Ибрагимовна Угурчиева

ФГАОУ ВО «Первый московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» И.М. Сеченова» (Сеченовский Университет) Минздрава России

Email: daliyagurchieva@gmail.com
ORCID iD: 0009-0004-7308-8450

аспирант Института трансляционной медицины и биотехнологии

Россия, 119991, Москва, ул. Трубецкая, д. 8/2

Владислав Андреевич Якименко

ФГАОУ ВО «Первый московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» И.М. Сеченова» (Сеченовский Университет) Минздрава России

Email: Yavladislav87@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2308-6313

аспирант Института трансляционной медицины и биотехнологии

Россия, 119991, Москва, ул. Трубецкая, д. 8/2

Матвей Анатольевич Вадюхин

ФГАОУ ВО «Первый московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» И.М. Сеченова» (Сеченовский Университет) Минздрава России

Email: vma20@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6235-1020

студент Института клинической медицины им. Н.В. Склифосовского

Россия, 119991, Москва, ул. Трубецкая, д. 8/2

Сергей Николаевич Корякин

ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России

Email: korsernic@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0128-4538

кандидат биологических наук, заведующий отделом радиационной биофизики Медицинского радиологического научного центра им. А.Ф. Цыба

Россия, 249036, Обнинск, ул. Королева, д. 4

Список литературы

  1. Seifert L., Werba G., Tiwari S., Giao Ly N.N., Nguy S., Alothman S., Alqunaibit D., Avanzi A., Daley D., Barilla R., Tippens D., Torres-Hernandez A., Hundeyin M., Mani V.R., Hajdu C., Pellicciotta I., Oh P., Du K., Miller G. Radiation Therapy Induces Macrophages to Suppress T-Cell Responses Against Pancreatic Tumors in Mice. Gastroenterology. 2016; 150 (7): 1659–72.e5. doi: 10.1053/j.gastro.2016.02.070
  2. Schröter P., Hartmann L., Osen W., Baumann D., Offringa R., Eisel D., Debus J., Eichmüller S.B., Rieken S. Radiation-induced alterations in immunogenicity of a murine pancreatic ductal adenocarcinoma cell line. Sci Rep. 2020; 10 (1): 686. doi: 10.1038/s41598-020-57456-2
  3. Wydmanski J., Polanowski P., Tukiendorf A., Maslyk B. Radiation-induced injury of the exocrine pancreas after chemoradiotherapy for gastric cancer. Radiother Oncol. 2016; 118 (3): 535–9. doi: 10.1016/j.radonc.2015.11.033
  4. Baek J.Y., Lim D.H., Oh D., Nam H., Kim J.J., Lee J.H., Min B.H., Lee H. Increased Risk of Diabetes after Definitive Radiotherapy in Patients with Indolent Gastroduodenal Lymphoma. Cancer Res Treat. 2022; 54 (1): 294–300. doi: 10.4143/crt.2021.073
  5. Mercantepe F., Tümkaya L., Mercantepe T., Yilmaz Rakici S. The effects of coenzyme Q10 (CoQ10) on ionizing radiation-induced pancreatic β-cell injury. Endocrinol Res Pract. 2023; 27 (3): 127–34. doi: 10.5152/erp.2023.23245
  6. Leung P.S., Chan Y.C. Role of oxidative stress in pancreatic inflammation. Antioxid Redox Signal. 2009; 11 (1): 135–65. doi: 10.1089/ars.2008.2109
  7. Bacarella N., Ruggiero A., Davis A.T., Uberseder B., Davis M.A., Bracy D.P., Wasserman D.H., Cline J.M., Sherrill C., Kavanagh K. Whole Body Irradiation Induces Diabetes and Adipose Insulin Resistance in Nonhuman Primates. Int. J. Radiat Oncol. Biol. Phys. 2020; 106 (4): 878–86. doi: 10.1016/j.ijrobp.2019.11.034
  8. Schoonbroodt D., Zipf A., Hermann G., Jung M. Histological findings in chronic pancreatitis after abdominal radiotherapy. Pancreas. 1996; 12: 313–5.
  9. Демяшкин Г.А., Дубовая Т.К., Угурчиева Д.И., Вадюхин М.А., Ахмедова П.С., Симагина В.К. Морфофункциональная характеристика поджелудочной железы после введения N-ацетилцистеина в модели острого постлучевого панкреатита. Морфология. 2023; 161 (2): 15–22. doi: 10.17816/morph.623166. [Demyashkin G.A., Dubovaya T.K., Ugurchieva D.I., Vadyukhin M.A., Akhmedova P.S., Simagina V.K. Morphofunctional characteristics of the pancreas after N-acetylcysteine administration in an acute postradiation pancreatitis model. Morphology 2023; 161 (2): 15–22. DOI:10 .17816/morph.623166 (in Russian)]
  10. Calvo F.A., Serrano J., Cambeiro M., Aristu J., Asencio J.M., Rubio I., Delgado J.M., Ferrer C., Desco M., Pascau J. Intra-Operative Electron Radiation Therapy: An Update of the Evidence Collected in 40 Years to Search for Models for Electron-FLASH Studies. Cancers (Basel). 2022; 14 (15): 3693. doi: 10.3390/cancers14153693
  11. Zhou R., Bu W., Fan Y., Du Z., Zhang J., Zhang S., Sun J., Li Z., Li J. Dynamic Changes in Serum Cytokine Profile in Rats with Severe Acute Pancreatitis. Medicina (Kaunas). 2023; 59 (2): 321. doi: 10.3390/medicina59020321
  12. Attia A.A., Hamad H.A., Fawzy M.A., Saleh S.R. The Prophylactic Effect of Vitamin C and Vitamin B12 against Ultraviolet-C-Induced Hepatotoxicity in Male Rats. Molecules. 2023; 28 (11): 4302. doi: 10.3390/molecules28114302
  13. Topcu A., Mercantepe F., Rakici S., Tumkaya L., Uydu H.A., Mercantepe T. An investigation of the effects of N-acetylcysteine on radiotherapy-induced testicular injury in rats. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 2019; 392 (2): 147–57. doi: 10.1007/s00210-018-1581-6
  14. Sia J., Szmyd R., Hau E., Gee H.E. Molecular Mechanisms of Radiation-Induced Cancer Cell Death: A Primer. Front Cell Dev Biol. 2020; 8: 41. doi: 10.3389/fcell.2020.00041
  15. Jiao Y., Cao F., Liu H. Radiation-induced Cell Death and Its Mechanisms. Health Phys. 2022; 123 (5): 376–86. doi: 10.1097/HP.0000000000001601
  16. Moustafa E.M., Moawed F.S.M., Abdel-Hamid G.R. Icariin Promote Stem Cells Regeneration and Repair Acinar Cells in L-arginine / Radiation -Inducing Chronic Pancreatitis in Rats. Dose Response. 2020; 18 (4): 1559325820970810. doi: 10.1177/1559325820970810
  17. Fertey J., Thoma M., Beckmann J., Bayer L., Finkensieper J., Reißhauer S., Berneck B.S., Issmail L., Schönfelder J., Casado J.P., Poremba A., Rögner F.H., Standfest B., Makert G.R., Walcher L., Kistenmacher A.K., Fricke S., Grunwald T., Ulbert S. Automated application of low energy electron irradiation enables inactivation of pathogen- and cell-containing liquids in biomedical research and production facilities. Sci Rep. 2020; 10 (1): 12786. doi: 10.1038/s41598-020-69347-7
  18. Cameron S., Schwartz A., Sultan S., Schaefer I.M., Hermann R., Rave-Fränk M., Hess C.F., Christiansen H., Ramadori G. Radiation-induced damage in different segments of the rat intestine after external beam irradiation of the liver. Exp. Mol. Pathol. 2012; 92 (2): 243–58. doi: 10.1016/j.yexmp.2011.11.007
  19. Bertho A., Iturri L., Brisebard E., Juchaux M., Gilbert C., Ortiz R., Sebrie C., Jourdain L., Lamirault C., Ramasamy G., Pouzoulet F., Prezado Y. Evaluation of the Role of the Immune System Response After Minibeam Radiation Therapy. Int. J. Radiat Oncol. Biol. Phys. 2023; 115 (2): 426–39. doi: 10.1016/j.ijrobp.2022.08.011
  20. Wang Z., Shen L., Wang J., Shan B., Zhang L., Lu F., Guo X., Li X. Immunostimulatory effect of a composition isolated from white peony root oral liquid in the treatment of radiation-induced esophagitis. Exp Ther Med. 2013; 6 (4): 1010–4. doi: 10.3892/etm.2013.1227
  21. Lin L., Xie S., Zhao Y., Liang Z., Wu Q., Fang M., Teng X., Shi B., Yang Y., Chen B. Ultrasound-induced destruction of heparin-loaded microbubbles attenuates L-arginine-induced acute pancreatitis. Eur. J. Pharm Sci. 2023; 180: 106318. doi: 10.1016/j.ejps.2022.106318
  22. Lu C.L., Wang Y., Yuan L., Li Y., Li X.Y. The angiotensin-converting enzyme 2/angiotensin (1–7)/Mas axis protects the function of pancreatic β cells by improving the function of islet microvascular endothelial cells. Int. J. Mol. Med. 2014; 34 (5): 1293–300. doi: 10.3892/ijmm.2014.1917
  23. Mercantepe F., Topcu A., Rakici S., Tumkaya L., Yilmaz A. The effects of N-acetylcysteine on radiotherapy-induced small intestinal damage in rats. Exp Biol Med (Maywood). 2019; 244 (5): 372–9. doi: 10.1177/1535370219831225
  24. Mansour H.H., Hafez H.F., Fahmy N.M., Hanafi N. Protective effect of N-acetylcysteine against radiation induced DNA damage and hepatic toxicity in rats. Biochem Pharmacol. 2008; 75 (3): 773–80. doi: 10.1016/j.bcp.2007.09.018

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Поджелудочная железа контрольной и опытных групп. Сверху – иммуногистохимические реакции с антителами к IL-1β, ×400. Снизу – распределение экспрессии про- (IL-1β, IL-6) и противовоспалительных (IL-10) цитокинов в эндокринных клетках островков поджелудочной железы на 1-й неделе, 1-м и 3-м месяце эксперимента (%).

Скачать (2MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Поджелудочная железа контрольной и опытных групп на 3-м месяце эксперимента; иммуногистохимическое исследование, ×400. Верхний ряд – антитела к CD3 (Т-лимфоциты). Нижний ряд – антитела к CD68 (макрофаги)

Скачать (2MB)
Метаданные

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».