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.
Ключевые слова
Авторы и аффилиации
Г.А. Демяшкин(1, 2), Д.А. Атякшин(3), Д.И. Угурчиева(2), В.А. Якименко(2), М.А. Вадюхин(2), С.Н. Корякин(1)
1-Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба –
филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России,
Российская Федерация, 249036, Обнинск, ул. Королева, д. 4;
2-ФГАОУ ВО «Первый московский государственный медицинский университет
им. И.М. Сеченова» И.М. Сеченова» (Сеченовский Университет) Минздрава России,
Российская Федерация, 119991, Москва, ул. Трубецкая, д. 8/2;
3-ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы»,
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6
Литература
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
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
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
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
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
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
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
Schoonbroodt D., Zipf A., Hermann G., Jung M. Histological findings in chronic pancreatitis after abdominal radiotherapy. Pancreas. 1996; 12: 313–5.
. 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)]
. 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
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
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
. 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
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
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
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
. 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
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
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
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
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
. 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
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
. 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