Oxidative stress in women with hyperproliferative diseases: non-hormonal treatment options

Окислительный стресс описывается как дисбаланс между оксидантной и антиоксидантной системами, который может возникнуть либо из-за производства избыточного количества активных форм кислорода (АФК), либо из-за недостаточной эффективности антиоксидантных механизмов. В последние годы многие авторы отмечают, что окислительный стресс связан с патогенезом ряда заболеваний и состояний (онкологические, сердечно-сосудистые и нейрологические заболевания, диабет, старение, физическая слабость пожилых лиц), если не в качестве основной причины болезни, то по крайней мере как отягощающий фактор [1–4]. В контексте нашего исследования важно заметить, что окислительный стресс является важнейшим фактором развития опухолей женской репродуктивной системы [5]. В частности, он участвует в развитии всех стадий опухолевого процесса и, более того, относится к основным механизмам цитотоксического действия радио- и химиотерапии злокачественных новообразований [6]. На ранних стадиях канцерогенеза АФК стимулируют сигнальные пути клеточного стресс-ответа, прямо индуцируют повреждения ДНК, генетические и эпигенетические изменения. Кроме того, окислительный стресс может приводить к повреждениям ДНК через модуляцию активности ферментов, участвующих в ремоделировании хроматина, путем модификации гистоновых белков и изменения биогенеза микроРНК. Во время прогрессирования опухолевого процесса АФК играют заметную роль в усилении метастатического потенциала первичной опухоли, например, за счет повышения экспрессии металлопротеиназ – ферментов, облегчающих инвазию опухолевых клеток [7]. На более поздних стадиях опухолевые клетки приобретают повышенную способность противостоять окислительному стрессу и сохранять жизнеспособность, усиливая механизмы антиоксидантной защиты, что снижает эффективность противоопухолевой терапии. Установлено, что особенно эффективной антиоксидантной защитой обладают опухолевые стволовые клетки; эта особенность, наряду с другими механизмами, обеспечивает выживание последних после противоопухолевой терапии и рецидивирование заболевания у части больных [8].

В этом аспекте представляет интерес состояние здоровья лиц, подвергшихся радиационному воздействию. По данным литературы, у женской части населения территорий Российской Федерации, загрязненных радионуклидами вследствие аварии на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС), наблюдается высокий уровень встречаемости гиперпролиферативных заболеваний женских половых органов, щитовидной железы (ЩЖ) и молочных желез (МЖ), причем в 33,7% случаев – в виде сочетанной патологии [9]. Повышенный риск развития новообразований может быть связан, в том числе, с интенсификацией окислительного стресса вследствие воздействия на организм комплекса экологических, психологических и социально-экономических факторов [10]. Авторы сообщают о значимой положительной корреляции уровня общепринятого маркера окислительного стресса – малонового диальдегида (МДА) в плазме крови жительниц радиационно-загрязненных районов Калужской и Брянской областей (спустя 28–30 лет после аварии на ЧАЭС) с возрастом, индексом массы тела (ИМТ) и наличием доброкачественных новообразований женских половых органов, МЖ и ЩЖ или их сочетаний, по сравнению со здоровыми лицами, проживающими на «чистых» территориях.

Существенная роль окислительного стресса в развитии и прогрессировании опухолевого процесса определяет возрастающий интерес исследователей, с одной стороны, к выяснению закономерностей и механизмов формирования окислительно-восстановительного баланса в организме, а с другой стороны – к разработке методов коррекции состояния окислительно-восстановительной системы в целях профилактики и лечения основного заболевания или побочных осложнений противоопухолевой терапии и повышения качества жизни онкологических больных [5]. Особое внимание привлекает проблема контроля окислительного стресса в ходе вирусного канцерогенеза, поскольку имеются данные о влиянии вирусов папилломы человека (ВПЧ) на многочисленные процессы и сигнальные пути, связанные с регуляцией окислительно-восстановительного баланса [11, 12]. Известно много попыток (в том числе клинических испытаний), связанных с использованием различных антиоксидантов в составе лекарственных препаратов, биологически активных добавок (БАД) и пищевых продуктов, но полученные результаты неоднозначны [1, 2].

Было установлено, что такие природные соединения, как индолы и лигнаны, благодаря своей антиоксидантной активности нормализуют редокс-статус организма и могут ингибировать канцерогенез, регулируя многочисленные клеточные сигнальные пути [13–17]. Индолы – это гетероциклические соединения, которые являются биологически активным компонентом крестоцветных овощей (брокколи, брюссельская капуста, цветная капуста и др.) [18]. Дериваты – индол-3-карбинол и дииндолилметан, по данным целого ряда исследователей, обладают такими биологическими свойствами, как ингибирование воспаления и ангиогенеза, снижение пролиферации, индукция апоптоза и ускорение гибели опухолевых клеток, супрессия окислительного стресса, и являются перспективными антиканцерогенными и антиоксидантными нутрицевтиками [20, 21]. В настоящее время индол-3-карбинол входит в стандарты лечения доброкачественной дисплазии молочных железы (ДДМЖ) при циклической мастодинии [22], а дииндолилметан – цервикальных интраэпителиальных неоплазий [23] с целью ускорения элиминации ВПЧ-инфицированных клеток и повышения вероятности регрессии диспластических изменений шейки матки [24].

Природные лигнаны представляют собой группу вторичных метаболитов – матаирезинол, гидроксиматаирезинол, пинорезинол и секоизоларицирезинол, которые усваиваются главным образом из цельных зерновых, семян, орехов, бобовых, фруктов, овощей, чая, кофе и вина [25]. Ингибируя клеточный цикл (фазы G1 и G2/M) и индуцируя апоптоз, лигнаны оказывают антипролиферативное действие и обладают не только противоопухолевым эффектом, но и рядом многообещающих свойств, включая антибактериальную, противовирусную, антитромбоцитарную, антианемическую, антиоксидантную и иммуносупрессивную активности [26–31]. Результаты исследований показывают ассоциативную связь потребления продуктов льна со снижением риска развития рака молочной железы (РМЖ) и прогрессирования заболевания после специализированного лечения [32, 33]. Дериваты лигнанов, влияя на профиль эстрогеновых метаболитов (снижение эстрадиола, эстрона, эстриола, 16а-ОНЕ1), способствуют уменьшению клинических проявлений, а также опухолевых рисков, связанных с гиперэстрогенией при ДДМЖ [34],

С учетом особого психологического состояния лиц, пострадавших вследствие чернобыльской катастрофы – радио- и гормонофобии [35], терапевтический противоопухолевый потенциал подобных биологически активных соединений благодаря высокой комплаентности, доступности и низкой токсичности может явиться приемлемым негормональным подходом и перспективной альтернативой лечения гиперпролиферативных заболеваний с целью реализации, в том числе вторичной профилактики злокачественных новообразований.

Противоречивость результатов, отмечаемая в последних обзорах на тему окислительного стресса и использования антиоксидантов, по всей видимости, связана с плейотропным действием АФК не только в качестве повреждающих агентов, но и регуляторов основных биологических процессов, таких как пролиферация клеток, дифференцировка, репарация повреждений ДНК, адаптация к меняющимся условиям внешней среды [21]. Конечный эффект использования антиоксидантов будет зависеть от содержания про- и антиоксидантных факторов, а также их соотношения. Поэтому вполне обоснованно отмечается, что для правильного применения антиоксидантов важно учитывать индивидуальный баланс АФК и факторов антиоксидантной защиты с учетом особенностей заболевания, а также проводить мониторинг состояния окислительно-восстановительной системы в ходе лечения [6].

В данной работе проведено изучение ультразвуковой динамики гиперпролиферативной патологии репродуктивной системы и ЩЖ на фоне применения БАД, состоящей из индол-3-карбинола 200 мг и лигнанов льна 200 мг (NOW Супер индол-3-карбинол с лигнанами) у женщин, проживающих на загрязненных вследствие аварии на ЧАЭС территориях Российской Федерации; выполнена оценка состояния окислительно-восстановительной системы в крови пациенток до и после лечения по критерию общей антиоксидантной активности (ОАА) плазмы и содержанию МДА, являющегося биомаркером окислительного стресса (перекисного окисления липидов); исследуемые показатели были сопоставлены с таковыми у здоровых лиц сходного возраста.

Материалы и методы

В исследование включены 30 женщин с гиперпролиферативными заболеваниями, проживающих на загрязненных в результате Чернобыльской аварии территориях Тульской, Липецкой и Орловской областей. Всем больным в условиях МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России проводилось комплексное обследование, включающее ультразвуковое исследование (УЗИ) МЖ и ЩЖ, органов малого таза, гинекологический осмотр, осмотр специалистов (маммолога, гинеколога и эндокринолога); по показаниям выполнялись маммография, магнитно-резонансная томография, пункция новообразований МЖ и/или ЩЖ. Для адекватной трактовки результатов инструментальной диагностики использовались стандартизированные шкалы оценки МЖ – BI-RADS (Breast Imaging Reporting and Data System) [36], ЩЖ – TI-RADS (Thyroid Imaging, Reporting and Data System) [37], миоматозных образований матки – PALM-COEIN (согласно классификации FIGO, International Federation of Gynecology and Obstetrics) и яичников – O-RADS (Ovarian-Adnexal Imaging, Reporting and Data System) [38, 39].

Критериями включения являлись: наличие фиброзно-кистозной мастопатии (шифр по МКБ.10 N60 «Доброкачественная дисплазия молочной железы») в сочетании с доброкачественными новообразованиями ЩЖ с/без эстрогензависимой гинекологической патологией; отсутствие злокачественного новообразования; подписанное информированное согласие.

Лечение предполагало пероральный прием комплекса индол-3-карбинола 200 мг и лигнанов льна 200 мг (NOW Супер индол-3-карбинол с лигнанами), 1 капсула в сутки в течение 60 дней.

Оценка эффективности лечения проводилась на сроке 3 месяца в соответствии с критериями RECIST [40]. Степень масталгии пациенток оценивалась по визуально-аналоговой шкале, приверженность к проводимой терапии – по шкале Morisky–Green [41].

В группу контроля вошли 20 условно здоровых женщин сходного возраста, которые проживали на не загрязненной радионуклидами территории и являлись сотрудниками МРНЦ им. А.Ф. Цыба или постоянными донорами крови, зарегистрированными в отделении трансфузиологии этой организации. По данным комплексного обследования, проведенного в условиях МРНЦ им. А.Ф. Цыба по вышеописанной схеме, у женщин отсутствовала патология ЩЖ и МЖ и не было зарегистрировано гинекологических гиперпролиферативных заболеваний.

Средний возраст [M (SD)] в группе пациенток составил 46,6 (6,8) года, в контрольной группе – 45,7 (8,1) года.

Определение ОАА плазмы периферической крови

ОАА плазмы крови определяли в группе контроля однократно, в группе больных – двукратно (до и после лечения). Анализ выполняли с использованием АБАП (2,2'-азобис(2-метилпропионамидин), флуоресцеина и тролокса (6-гидрокси-2,5,7,8-тетраметилхроман-2-карбоновая кислота) по методике Marimoutou [42] с рядом модификаций.

К 5 мкл плазмы крови добавляли 165 мкл раствора Хэнкса, 20 мкл раствора флуоресцеина (100 мкМ), затем 10 мкл раствора АБАП (100 мМ). Пробы инкубировали 45 минут при 25°С, после чего измеряли флуоресценцию при длине волны 528 нм (λвозбуждения составляла 485 нм). Антиоксидантные свойства образца определяли по калибровочной прямой, построенной с использованием тролокса в диапазоне концентраций от 0 до 12 мкМ, и выражали в мкМ тролокс-эквивалента (ТЭ).

Определение МДА в плазме крови

Как и в случае ОАА, концентрацию МДА определяли в группе контроля однократно, в группе больных – двухкратно (до и после лечения). Определение МДА осуществлялось по модифицированной нами методике Темирбуланова Р.А. и Селезнева Е.Н. [43, 44].

К образцу плазмы (0,1 мл) добавляли 0,251 мл 0,01 М фосфатного буфера, рН 6,8–7,0, содержащего 0,125 М КСl, и 0,083 мл 1 mM KMnO4. Смесь инкубировали в течение 10 минут, затем вносили 0,083 мл 10 mM FeSO4*7H2O и инкубировали еще 5 минут. К реакционной смеси приливали 1,2 мл 20% трихлоруксусной кислоты, 0,6 мл 1 N HCl и 1,2 мл 0,67% тиобарбитуровой кислоты (ТБК). Смесь перемешивали, прогревали в течение 20 минут в кипящей водяной бане. После охлаждения центрифугировали 15 минут при 2000 об/мин. Оптическую плотность супернатанта определяли при 532 нм. Концентрацию ТБК-продуктов рассчитывали по данным определения оптической плотности, учитывая, что молярный коэффициент экстинкции этих продуктов составляет 156 000 моль-1 см-1.

Статистический анализ

Обработку данных по МДА и ОАА проводили с использованием программного обеспечения Statistica 10 (StatSoft., Inc.), графики строили в программе Excel 2016 (MicroSoft Corp.). Анализ соответствия вида распределения признаков (возраста, содержания МДА и ОАА) закону нормального распределения осуществляли по критерию Шапиро–Уилка. Поскольку распределение возраста обследованных лиц в обеих группах не отличалось от нормального (р=0,180 в группе пациентов и р=0,138 в контрольной группе), то для описательной статистики этого признака использовали среднее значение в формате M (SD). Распределение другого признака (концентрация МДА) соответствовало нормальному в группах пациентов до лечения (р=0,095) и после него (р=0,211), однако в контрольной группе вид распределения отличался от нормального (р<0,001). Распределение ОАА соответствовало нормальному в группе пациентов до лечения (р=0,399), но в остальных группах отличалось от нормального: в группе пациентов после лечения р=0,006, в группе контроля р=0,006. Поскольку данные по МДА и ОАА не во всех сравниваемых группах соответствовали нормальному распределению, для описательной статистики этих признаков были использованы медиана (Me) и интерквартильный интервал (Q1; Q3).

Групповое сравнение полученных данных проводили по критерию Краскелла–Уоллеса (Kruskal–Wallis ANOVA). Критерий Манна–Уитни (Mann–Whitney U test) использовали для сравнения независимых групп (контроль vs группа пациентов), критерий Вилкоксона – для сравнения связанных групп пациентов до и после лечения. Сравнительный анализ бинарных переменных проводился с помощью критерия МакНемара. Различия считали статистически значимыми при р<0,05.

Результаты

Оценка эффективности негормонального лечения гиперпролиферативных заболеваний

По результатам обследования у всех 30/30 (100%) женщин была зарегистрирована сочетанная патология МЖ (фиброзно-кистозная мастопатия – у 8, узловые формы мастопатии – у 24) и ЩЖ (одиночный узел – у 3, множественные узлы – у 27), у 25/30 (83,3%) имели место гинекологические заболевания (миома матки с/без внутреннего эндометриоза – у 24, эндометриоидная киста яичника – у 2).

При динамическом УЗИ МЖ картине BI-RADS 1 через 3 месяца от начала лечения соответствовало уже 23/30 (76,7%) пациенток (p<0,0001), в основном за счет регрессии патологических процессов, соответствующих BI-RADS 2 (p<0,0001) (рис. 1). Патология BI-RADS 3 сохранялась лишь в 4/30 (13,3%) случаях, а BI-RADS 4 не было ни в одном (р>0,05). У подавляющего большинства женщин отмечено снижение интенсивности мастодинии (73,3%) с полным исчезновением болевого синдрома (6%).

Мониторинг женщин с новообразованиями ЩЖ показал увеличение случаев TI-RADS 1 до 23/30 (76,6%) и уменьшение TI-RADS 2 с 24/30 (80,0%) до 4/30 (13,3%), в обоих случаях результаты оказались статистически значимыми (p<0,001) (рис. 2).

При оценке результатов УЗИ уменьшение балла по шкале O-RADS и FIGO отмечалось лишь у 1/25 (4%) больных (р>0,05), однако по шкале RECIST частичная регрессия наблюдалась в 14/25 (56,0%) случаях (р=0,003); увеличение миоматозного узла зарегистрировано только у 1/25 (4%) пациентки. Нормализацию менструального цикла отметили 7/18 (38,9%) пациенток с ациклическими кровянистыми выделениями (p<0,001) и 5/12 (42,7%) – с дисменореей (р=0,009).

Необходимо отметить, что в целом, эффективность негормональной терапии – полная или частичная регрессия одного или более новообразований представленных локализаций – отмечена во всех 30/30 случаях (100%). Наиболее выраженными оказались результаты лечения 4 женщин с гиперпролиферативными заболеваниями всех трех локализаций – МЖ, ЩЖ и матки: после лечения отмечена полная регрессия новообразований и скачкообразное позитивное изменение показателей окислительно-восстановительной системы (рис. 3).

Побочные реакции в виде тошноты отмечены у 2/30 (3,3%) женщин, приверженность к лечению 4 балла по шкале Morisky–Green – у 25/30 (83,3%).

Оценка показателей окислительно-восстановительной системы

Результаты оценки показателей окислительно-восстановительной системы представлены на рисунке 4 с указанием уровня статистической значимости отличий между группами по критериям Манна–Уитни и Вилкоксона. Уровни значимости отличий по Kruskal–Wallis ANOVA приведены в таблице.

Согласно полученным данным, гиперпролиферативные заболевания ассоциированы со статистически значимым повышением концентрации МДА в плазме крови пациенток относительно таковой у здоровых женщин сходного возраста (p=0,021 по критерию Манна–Уитни). Медиана концентрации МДА в плазме крови в группе пациенток до лечения составила 52,2 (47,4; 60,4) мкМ/л против 43,2 (41,3; 49,7) мкМ/л в группе здоровых лиц. Причем наличие указанных заболеваний ассоциировано с некоторым снижением уровня ОАА плазмы: медиана данного показателя составила 310 (261; 432) мкМ/л ТЭ в группе пациенток до лечения против 401 (271; 536) мкМ/л ТЭ в контрольной группе. Однако отличия в уровне ОАА плазмы в данном случае не являются статистически значимыми, что может быть связано с высокой вариабельностью данного показателя у женщин контрольной группы.

Примечательно, что прием комплекса индол-3-карбинола 200 мг и лигнанов льна 200 мг в течение 60 дней в группе пациенток с гиперпролиферативными заболеваниями приводит к статистически значимому изменению обоих показателей в сторону нормализации. Так, медиана концентрации МДА в плазме крови пациенток снижается после курса лечения с 52,2 (47,4; 60,4) мкМ/л до 44,2 (39,0; 55,0) мкМ/л (p=0,0005 по критерию Вилкоксона), а уровень ОАА плазмы повышается c 310 (261; 432) мкМ/л ТЭ до 425 (359; 602) мкМ/л ТЭ (p=0,0009 по критерию Вилкоксона). В обоих случаях значения исследованных показателей после курса лечения не отличаются от таковых в группе здоровых женщин (p=0,566 для МДА, p=0,230 для ОАА по критерию Манна–Уитни).

Заключение

Таким образом, применение комплекса индол-3-карбинола 200 мг и лигнанов льна 200 мг (NOW Супер индол-3-карбинол с лигнанами) у больных с сочетанной патологией МЖ и ЩЖ с/без эстрогензависимых гинекологических заболеваний показало его высокую комплаентность, а также способствовало уменьшению/исчезновению новообразований, что влияло на качество жизни больных в виде нивелирования болевого синдрома и/или нормализации менструального цикла. Полученные данные лабораторных исследований указывают на возможность использования комплекса индол-3-карбинола 200 мг и лигнанов льна 200 мг (NOW Супер индол-3-карбинол с лигнанами) у женщин с гиперпролиферативными заболеваниями для снижения уровня перекисного окисления липидов, повышения ОАА и, в конечном итоге, для нормализации окислительно-восстановительного баланса в организме, что является залогом профилактики злокачественных новообразований. Полученные результаты могут быть перспективными и в отношении новых лечебных стратегий ВПЧ-ассоциированных новообразований, особенно с учетом данных о потенциальном участии ВПЧ в канцерогенезе патологических изменений ЩЖ и МЖ.