Natrio valproato įtaka eksperimentiniams plaučių augliams : daktaro disertacija : gamtos mokslai, biologija (N 010)

Dažniausia mirties nuo vėžio priežastis pasaulyje yra plaučių vėžys. Pagal Pasaulinės sveikatos organizacijos klasifikaciją, yra du pagrindiniai histologiniai plaučių vėžio tipai: nesmulkiųjų ląstelių plaučių vėžys (NSLPV), kuris sudaro apie 85 proc. visų atvejų, ir 15 proc. atvejų sudarantis smulkiųjų ląstelių plaučių vėžys (SLPV). NSLPV klasifikuojamas į adenokarcinomą, smulkiųjų ląstelių karcinomą ir stambiųjų ląstelių karcinomą. Mes pasirinkome testuoti vieną iš histonų deacetilazės inhibitorių (HDACI), valpro rūgšties natrio druską – natrio valproatą (NaVP), kuris JAV maisto ir vaistų administracijos pripažintas priešvėžiniu preparatu. Mūsų hipotezė apie galimą NaVP poveikį eksperimentiniam plaučių vėžiui remiasi tuo, kad įvairaus vėžio, įskaitant ir nesmulkialąstelinio plaučių vėžio, klinikiniuose tyrimuose buvo pastebėta padidėjusi HDAC raiška. Padidėjusi HDAC raiška yra susijusi su bloga plaučių adenokarcinomos prognoze. Atradus, kad NaVP, gerai žinomas priešepileptinis ir prieštraukulinis vaistas, slopina HDAC, mokslo pasaulyje padidėjo susidomėjimas šiuo preparatu, kaip galimu priešvėžiniu vaistu. NaVP poveikiui eksperimentiniam plaučių vėžiui tirti naudojome du eksperimentinius plaučių vėžio modelius: 1. Kancerogeno uretano indukuoto pelių plaučių vėžio modelį. 2.Navikų, suformuotų iš žmogaus plaučių vėžio ląstelių linijų ant viščiuko embriono chorioalantojinės membranos (CAM), modelį. Mūsų atliekamuose tyrimuose NaVP vertinamas kaip vaistas, turintis antiproliferacinį veikimą, slopinantis ląstelių migraciją, naujų kraujagyslių formavimąsi. Mūsų darbe eksperimentinių plaučių navikų inicijavimas buvo tiriamas skaičiuojant matomus plaučių paviršiuje navikus. Įvertinus uretanu sukeltų auglių skaičiaus pokyčius priklausomai nuo gyvūno lyties, nustatėme, kad NaVP, naudojamas kartu su uretanu, patinėliams veikia sinergiškai ir sustiprina uretano tumorigeniškumą. Mes pirmą kartą nustatėme sinerginį uretano, NaVP ir galimai testosterono poveikį eksperimentinių plaučių auglių iniciacijai. Tokio sinerginio poveikio nestebėjome kastruotų patinėlių bei patelių grupėse. Navikų progresavimui tirti buvo pasitelktas histologinis tyrimas, juos klasifikuojant į adenomas ir adenokarcinomas, bei imunohistocheminis kiekybinis proliferuojančių ląstelių tyrimas. Savo tyrimu pirmą kartą nustatėme, kad dėl NaVP poveikio sterilizuotų patelių grupėse patikimai sumažėjo auglių piktybinė transformacija (adenomų virtimas adenokarcinomomis) bei dėl NaVP poveikio sumažėjo Ki-67(+) teigiamų ląstelių skaičius (p < 0,001). Piktybinės transformacijos pokyčių, priklausomų nuo NaVP, nestebėjome patinėlių bei nesterilizuotų patelių grupėse. Mūsų tyrimas pirmą kartą atkreipia dėmesį, kad NaVP poveikis navikų iniciacijai ir progresavimui yra sietinas su gyvūnų lytimi. Viščiuko embriono chorioalantojinės membranos modelis taip pat yra plačiai naudojamas moksliniuose tyrimuose, tai yra nebrangus, greitas ir kokybiškas metodas vertinti vaistų efektyvumą, auglių invaziją, naujų kraujagyslių formavimąsi ir kitas eksperimentinio auglio savybes. Mūsų darbe eksperimentiniai navikai buvo formuojami iš dviejų komercinių ląstelių linijų: A549, NSLPV ląstelių, gautų iš 58 metų amžiaus baltaodžio vyro, ir Sk_Lu_1, NSLPV ląstelių, gautų iš 60 metų amžiaus baltaodės moters. Tyrimo metu buvo nustatyta, kad auglių invazija į CAM mezenchimą priklauso nuo NaVP dozės. A549 ląstelių linija suformuotų auglių invazija priklauso nuo koncentracijos, taip pat mažėja tiek CAM storis, tiek plotas. Sk_lu_1 ląstelių linija suformuotuose augliuose invazija, CAM storis ir plotas mažėjo iki 6 mM NaVP dozės. Paveikus 8 mM doze, invazija, CAM storis ir plotas padidėjo. Ląstelių kultūromis suformuotų auglių angiogenezė taip pat priklauso nuo NaVP dozės. Navikines A549 bei Sk_lu_1 ląsteles veikiant didėjančios koncentracijos NaVP tirpalu, navikuose mažėjo ląstelių su teigiama p53, PLBA ir EZH2 raiška. Mūsų tyrimas atkreipia dėmesį į tai, kad NaVP poveikis gali būti specifiškas skirtingoms ląstelių linijoms. Į šį faktą būtina atsižvelgti personalizuotoje medicinoje, skiriant NaVP onkologiniams ligoniams kaip papildomą terapinę priemonę.

The most common cause of death from cancer in the world is lung cancer, which is divided into two main types: non-small cell lung cancer (NSCLC), which accounts for about 85% of all cases and 15% cases of small cell lung cancer (SCLC). In our work, we study one of the histone deacetylases inhibitor - sodium valproate (NaVP), which is recognized as an anticancer drug. Our hypothesis about the potential effect of NaVP on experimental lung tumors is based on clinical investigations targeting overexpression of histone deacetylase which has been observed in clinical trials of various cancers, including non-small cell lung cancer. In our research, two experimental models of lung cancer were applied for the investigation of NaVP action: 1. Chemically induced experimental lung cancer in mice. 2. Tumors formed from lung cancer cell lines on the chicken embryo chorioallantoic membrane (CAM). In our studies, NaVP is evaluated as a drug with antiproliferative action, inhibiting cell migration and the formation of new blood vessels. In our research initiation of experimental tumors was assessed by counting tumors that appeared on the surface of the lungs. After evaluating the changes in the number of urethane-induced tumors depending on the sex of the animal, we found that NaVP used in combination with urethane acts synergistically in males and enhances the tumorigenicity of urethane. For the first time we have established a synergistic effect of urethane, NaVP, and possibly testosterone on the initiation of experimental lung tumors. We did not observe such a synergistic effect in the groups of castrated males and females. Histological examination, classifying them into adenomas and adenocarcinomas, and immunohistochemical quantitative examination of proliferating cells were used to study tumor progression. In our study, we found for the first time that the malignant transformation of tumors (transformation of adenomas into adenocarcinomas) and the number of Ki-67(+) positive cells decreased (p < 0.001) in groups of sterilized females due to exposure to NaVP. We did not observe changes in malignant transformation dependent on NaVP in the groups of males and unsterilized females. In our research for the first time, we described that influence of NaVP to the tumor initiation and progression is sex dependent. The chick embryo chorioallantoic membrane model is also widely used in research as an inexpensive, rapid, and qualitative method for evaluating drug efficacy, tumor invasion, new blood vessel formation, and other experimental tumor properties. In our work, experimental tumors were formed from two commercial cell lines: A549, NSCLC cells obtained from a 58-year-old Caucasian male, and Sk_Lu_1, NSCLC cells obtained from a 60-year-old Caucasian female. In the study, tumor invasion into CAM mesenchyme was found to be NaVP dose-dependent: invasion, CAM thickness and area decrease with increasing concentrations of NaVP in tumors formed by the A549 cell line. In tumors formed by the Sk_lu_1 cell line, invasion, CAM thickness and area decreased up to a dose of 6 mM NaVP. Invasion, CAM thickness and area increased after exposure to 8 mM. Angiogenesis in cell cultured tumors is also NaVP dose dependent. When A549 and Sk_lu_1 tumor cells were exposed to NaVP solution of increasing concentration, cells with positive expression of p53, PCNA and EZH2 decreased in the tumors. Our investigation showed that effect of NaVP can be cell line specific. This fact should be considered in personalized medicine applying treatment with NaVP as an additional therapeutic measure.