Bölüm 1 Doksorubisin Genç Farelerde Tümörün Neden Olduğu Enflamasyonu Paradoksal Olarak İyileştiriyor

İletişim: ali.ma@wecistanche.com

İbrahim Y. Abdelgawad ve ark.

Cistanche tubulosa böbrek hastalığını önler, almak için buraya tıklayınürünler ve Cistanche herba

Soyut:

doksorubisin(DOX), pediatrik onkolojide en yaygın kullanılan kemoterapötik ajanlardan biridir. DOX, birden fazla organda, DOX'un neden olduğu olumsuz etkilere katkıda bulunan bir inflamatuar yanıt ortaya çıkarır. Kanserin kendisi, çoklu patoloji koşullarına yol açan iltihaplanmaya neden olur. Mevcut çalışma, DOX'a inflamatuar yanıtı araştırdı vetümörlerbir EL4-lenfoma, bağışıklığı yeterli, juvenil fare modeli kullanılarak. Dört haftalık erkek C57BL/6N farelerine yan bölgede deri altından EL4 lenfoma hücreleri (5 x 104 hücre/fare) enjekte edildi.tümör-ücretsiz farelere araç enjekte edildi. Tümör implantasyonunu takiben üç gün, hem tümörsüz hem de tümör taşıyan farelere, 3 hafta boyunca ya DOX (4 mg/kg/hafta) ya da salin ile intraperitoneal olarak enjekte edildi. Son DOX enjeksiyonundan bir hafta sonra farelere ötenazi uygulandı ve kalpler, karaciğerler,böbreklerve serum toplandı. Enflamatuar belirteçlerin gen ekspresyonu ve serum konsantrasyonu, sırasıyla gerçek zamanlı PCR ve ELISA kullanılarak ölçülmüştür. DOX tedavisi önemli ölçüde bastırıldıtümörtümör taşıyan farelerde büyüme ve tümörsüz ve tümör taşıyan farelerde önemli kardiyak atrofiye neden oldu. EL4 tümörleri kalp, karaciğer veböbrek. Çarpıcı bir şekilde, DOX tedavisi, tümör içermeyen farelerde DOX'un etkisine paradoksal olarak tümör kaynaklı iltihabı iyileştirdi ve tümörsüz farelere karşı tümör taşıyan farelerde DOX tedavisinin geniş ölçüde farklı bir etkisini gösterdi.

Anahtar Kelimeler:doksorubisin; tümör; iltihap

1. Giriş

Adriamisin olarak da bilinen doksorubisin (DOX), pediatrik klinik onkolojide en yaygın kullanılan kemoterapötik ajanlardan biridir. Lenfoma, lösemi ve diğer pediatrik kanserler dahil olmak üzere çok çeşitli kanserlerdeki etkinliğine rağmen, DOX'un klinik kullanımı, çoklu organ toksisiteleri nedeniyle sınırlıdır. Belirgin kardiyotoksisitesine [1] ek olarak, DOX'un nefrotoksisiteye [2-5] ve hepatotoksisiteye [6] neden olduğu gösterilmiştir. Pediatrik kanser hastalarının yaklaşık yüzde 50'si tedavi protokollerinin bir parçası olarak DOX almaktadır [7]. DOX dahil etkili kanser tedavileri nedeniyle, kanser teşhisi konan çocukların 5-yıllık hayatta kalma oranı 1970'lerde yüzde 60'ın altındayken şimdi yüzde 80'in üzerine çıkmıştır [8,9]. Bu, 400 civarında olduğu tahmin edilen büyük bir çocukluk kanseri mağduru (CCS) popülasyonuna yol açar,000. Ne yazık ki, CCS'ler kanser tedavisi ve/veya kanserin kendisi nedeniyle uzun vadeli olumsuz etkiler geliştirme riski altındadır.

DOX'un kalp dahil olmak üzere birçok organda sistemik inflamasyonu [10-12] ve inflamatuar yanıtı tetiklediği gösterilmiştir [13],böbrek[14] ve karaciğer [15]. Bu inflamatuar yanıtın DOX'un neden olduğu yan etkileri desteklediği gösterilmiştir [16,17]. DOX ile indüklenen inflamasyonu bildiren bu çalışmaların çoğu,tümörPediatrik kanser hastalarının kanser teşhisi konulduktan sonra DOX tedavisi aldığı klinik senaryoyu taklit etmeyen ücretsiz hayvan modelleri. Kendi başına kanserin, DOX'un neden olduğu toksisiteleri alevlendirebilecek çoklu patolojik koşullara katkıda bulunan inflamasyona neden olduğu da gösterilmiştir [18,19]. Bu nedenle, gençlerde DOX kaynaklı çoklu organ toksisitelerinin mekanizmalarını araştırmak için klinik olarak ilgili hayvan modellerinin oluşturulmasına kritik bir ihtiyaç vardır.tümörBu tür toksisitelere neden olmak için DOX tedavisi ile kanserin kendisi arasındaki etkileşimi incelemek için fareler taşıyan.

Bu çalışmada, klinik olarak ilgili bir singeneik EL4-lenfoma, immünokompetan, jüvenil fare modelinde DOX'a ve tümöre inflamatuar yanıtı araştırdık. Bu model kanser araştırmalarında iyi bir şekilde oluşturulmuştur [20] ve lenfoma en yaygın pediatrik kanser türlerinden biri olduğundan [21] pediatrik kanser hastalarıyla klinik olarak ilişkilidir. Singeneik farelerin kullanımı, bağışıklık sisteminin inflamasyon patogenezindeki kritik rolü nedeniyle hem DOX'a hem de tümöre inflamatuar yanıtı incelemek için kritik öneme sahiptir [22]. Farelerin yaşı, insanlarda 10-12 yıllık ergenlik yaşına eşdeğer olan DOX uygulamasından sonra 5 hafta idi [23]. Ek olarak, uygulanan DOX dozları, pediatrik kanser hastaları tarafından alınan dozlarla klinik olarak ilişkilidir [24]. DOX'un neden olduğu kardiyotoksisite, diğer çoklu organ toksisiteleri arasında DOX'un klinik olarak en alakalı olumsuz etkisi olarak kabul edildiğinden, DOX'un tümörsüz ve tümör taşıyan farelerde kardiyak fonksiyon üzerindeki etkilerini belirledik. Daha sonra DOX, tümör ve bunların kombinasyonunun kalp, karaciğer veböbreksistemik inflamasyonun serum belirteçlerine ek olarak. EL4 tümörünün varlığının çoklu organlarda güçlü bir inflamatuar yanıt ortaya çıkardığını bulduk. Çarpıcı bir şekilde, DOX tedavisi, tümörsüz farelerde DOX'un daha önce bildirilen etkisine paradoksal olarak tümör kaynaklı iltihabı iyileştirdi.

2. Sonuçlar

2.1. DOX'un Vücut Ağırlığı ve Tümör Büyümesi Üzerine Etkileri

Mevcut çalışma, Şekil 1A'da açıklandığı gibi pediatrik kanser hastalarında klinik senaryoyu taklit etmek için genç farelerde kurulmuştur. Aynı dozu kullanan önceki çalışmamızla uyumlu olan DOX'a (4 mg/kg/hafta 3 hafta) maruz kalmayı takiben tümörsüz veya tümör taşıyan farelerde önemli bir morbidite veya mortalite gözlenmemiştir [25]. Bununla birlikte, gençlerin DOX'a maruz kalması, salinle tedavi edilen farelere kıyasla önemli ölçüde azaltılmış vücut ağırlığı artışı ile sonuçlandı (Şekil 1B). Bu EL4 lenfoma modelinde DOX'un antikanser etkisini değerlendirmek için fare otopsisini takiben tümör ağırlıklarını ölçtük. Tümör taşıyan farelerde kronik DOX uygulaması, EL4 tümör büyümesini önemli ölçüde inhibe etti ve bu DOX dozaj rejiminin antikanser etkisini gösterdi (Şekil 1C).

2.2. DOX Uygulamasının Tümörsüz ve Tümör Taşıyan Farelerde Kardiyak Fonksiyon ve Morfometri Üzerindeki Etkisi

DOX, kalp ağırlığının tibia uzunluğuna (HW/TL) önemli ölçüde azalmasıyla gösterildiği gibi kardiyak atrofiye neden oldu (Şekil 1D). Dikkat çekici bir şekilde, DOX'un neden olduğu kardiyak atrofi, tümör taşıyan farelerde artırıldı (Şekil 1D). DOX, tümör ve her ikisinin kombinasyonunun kardiyak fonksiyon ve morfoloji üzerindeki etkileri, transtorasik ekokardiyografi kullanılarak değerlendirildi. Her gruptan temsili M-Modu görüntüleri Şekil 2A'da görüntülenir. Ne DOX ne de tümör, ejeksiyon fraksiyonunda (Şekil 2B), kalp debisinde (Şekil 2C), fraksiyonel kısalmada (Şekil 2D), sol ventrikül (LV) kütlesinde (Şekil 2E), diyastolde LV arka duvar kalınlığında (LVPW') önemli değişikliklere neden olmadı. d) (Şekil 2F) veya sistolde LV arka duvar kalınlığı (LVPW'ler) (Şekil 2G).

2.3. DOX Uygulamasının Tümör Taşıyan ve Tümörsüz Farelerin Kalbinde Enflamatuar Belirteçlerin Gen İfadesi Üzerindeki Etkisi

Kalpler, 3 hafta boyunca 4 mg/kg/hafta DOX veya eşdeğer hacimde steril salin (n grup). Toplam RNA ekstraksiyonunun ardından, inflamatuar belirteçlerin interlökin-1 alfa (IL-1), interlökin-1 beta (IL-1), interlökin{{12}'nin kardiyak mRNA ifadesi } (IL-6), tümör nekroz faktörü-alfa (TNF- ), inflamatuar kemokinler monosit kemoatraktan proteini-1 (Mcp-1) ve CX C motifli kemokinler (Cxcl1, Cxcl9 ve Cxcl10) gerçek zamanlı PCR ile belirlendi. Kalpteki çoklu inflamatuar belirteçlerin gen ekspresyonu, tümör taşıyan farelerde, proinflamatuar sitokinler IL-1 (Şekil 3A), IL-1 dahil olmak üzere, tümörsüz farelere kıyasla önemli ölçüde yukarı regüle edildi ( Şekil 3B), IL-6 (Şekil 3C) ve TNF- (Şekil 3D) ve inflamatuar kemokinler Mcp-1 (Şekil 3E), Cxcl1 (Şekil 3F) ve Cxcl10 (Şekil 3H). Tümörsüz farelerde DOX uygulaması, kalpteki inflamatuar belirteçlerin ifadesinde önemli değişikliklere yol açmazken, DOX uygulaması, IL'nin tümör kaynaklı yukarı regülasyonunu önemli ölçüde iptal etti-1 (Şekil 3B), Mcp{{44} } (Şekil 3E), Cxcl9 (Şekil 3G) ve Cxcl10 (Şekil 3H). Önemli olarak, iki yönlü ANOVA, Cxcl1, Cxcl9 ve Cxcl10 dışındaki tüm belirteçlerde önemli bir etkileşim etkisi gösterdi ve DOX'un tümör taşıyan farelerde tümör içermeyen farelere kıyasla kardiyak enflamatuar belirteçler üzerindeki farklı etkilerini gösterdi.

2.4. DOX Uygulamasının Tümörsüz ve Tümör Taşıyan Farelerin Karaciğerindeki Enflamatuar Belirteçlerin Gen İfadesi Üzerindeki Etkisi

Karaciğerler, 3 hafta boyunca 4 mg/kg/hafta DOX veya eşdeğer hacimde steril salin (n grup). Toplam RNA ekstraksiyonunun ardından, IL-1 , IL-1 , IL-6, TNF- , Mcp-1, Cxcl1, Cxcl9 ve Cxcl10 inflamatuar belirteçlerin hepatik mRNA ekspresyonu gerçek zamanlı PCR ile belirlendi. Tümör taşıyan fareler, pro-inflamatuar sitokinler IL-1 (Şekil 4A), IL-1 (Şekil 4B), TNF- (Şekil 4D), Cxcl9 (Şekil 4G), ve tümörsüz farelere kıyasla Cxcl10 (Şekil 4H). Daha az dikkat çekici olmasına rağmen, iki yönlü ANOVA, tümörün IL'nin hepatik gen ekspresyonu üzerinde önemli bir etkisi olduğunu gösterir-6 (Şekil 4C). İki yönlü ANOVA, Cxcl10'da tümör ve DOX arasında önemli bir etkileşim etkisi gösterdi (Şekil 4H). DOX uygulaması, IL-1 ve TNF-'nin tümör kaynaklı yukarı regülasyonunu azalttı (Şekil 4B, D). Ne DOX ne de tümör, inflamatuar kemokinler Mcp-1 ve Cxcl1'in hepatik ekspresyonu üzerinde önemli bir etkiye sahip değildi (Şekil 4E, F).

2.5. DOX Uygulamasının Tümörsüz ve Tümör Taşıyan Farelerin Böbreğindeki Enflamatuar Belirteçlerin Gen İfadesi Üzerindeki Etkisi

Böbrekler, 3 hafta boyunca 4 mg/kg/hafta DOX veya eşdeğer hacimde steril salin (n grup). Toplam RNA ekstraksiyonunun ardından, IL-1 , IL-1 , IL-6, TNF- , Mcp-1, Cxcl1, Cxcl9 ve Cxcl10 inflamatuar belirteçlerin renal mRNA ekspresyonu gerçek zamanlı PCR ile belirlendi. Kalpte ve karaciğerde gözlenen değişikliklere paralel olarak, tümör taşıyan fareler, proinflamatuar sitokinler IL-1 (Şekil 5A), IL-1 (Şekil 5B)'nin renal ekspresyonunu önemli ölçüde arttırdı. TNF- (Şekil 5D) ve Mcp-1 (Şekil 5E) tümörsüz farelere kıyasla. Ek olarak, iki yönlü ANOVA, tümörün Cxcl1 (Şekil 5F), Cxcl9 (Şekil 5G) ve Cxcl10 (Şekil 5H) renal gen ekspresyonu üzerinde önemli bir etkisi olduğunu gösterir. Tümör taşıyan farelerde DOX uygulaması, IL-1 (Şekil 5B), IL-6 (Şekil 5C), TNF- (Şekil 5D) ve Mcp{{43}'nin tümör kaynaklı yukarı regülasyonunu önemli ölçüde iyileştirdi. } (Şekil 5E). Bu belirteçler içinde, iki yönlü ANOVA, DOX ile tümör arasında, DOX'un tümör taşıyan farelerde tümör içermeyen farelere kıyasla renal inflamatuar belirteçler üzerindeki farklı etkilerini gösteren önemli bir etkileşim gösterdi.

2.6. DOX Uygulamasının Tümörsüz ve Tümör Taşıyan Farelerin Kalp, Karaciğer ve Böbreklerindeki Histopatolojik Özellikler Üzerindeki Etkisi

Kalpler, karaciğerler ve böbrekler, 3 hafta boyunca 4 mg/kg/hafta DOX veya eşdeğer hacimde steril salin uygulamasından bir hafta sonra tümörsüz ve EL4 lenfoma tümör taşıyan jüvenil C57BL/6N farelerinin bir kohortundan toplandı ( n=4 grup başına). Histopatolojik değerlendirme, kalpte önemli bir patolojik değişiklik göstermedi (Şekil 6A). DOX ile tedavi edilen tümörsüz (dört fareden üçü), salinle tedavi edilen tümör taşıyan karaciğer dokularında, minimal hücresel karışık (mononükleer ve nötrofilik) inflamasyonun nadir odakları olarak gösterilen minimal inflamatuar hücre infiltrasyonu gözlendi ( dört fareden ikisi) ve DOX ile tedavi edilen tümör taşıyan fareler (dört fareden üçü) (Şekil 6B). Böbreklerin histopatolojik değerlendirmesi, DOX ile tedavi edilen tümör taşıyan fareler (Şekil 6C) dışındaki tüm gruplarda hiçbir önemli patolojik değişiklik göstermedi, bu gruptaki dört fareden ikisi, tam kalınlıkta tübüler rejenerasyon, fibroz ve hafif interstisyel bölgeler gösterdi. toplam doku alanının yaklaşık yüzde 5'ini etkileyen iltihaplanma.

2.7. DOX'un Tümörsüz ve Tümörlü Farelerde Serum Enflamatuar Sitokinler Üzerindeki Farklı Etkileri

Akut DOX uygulamasının yetişkin C57BL/6N farelerinde sistemik bir inflamatuar yanıt ortaya çıkardığını daha önce bildirmiştik [11]. Burada, kronik DOX uygulamasının, jüvenil tümörsüz ve tümör taşıyan farelerde enflamatuar belirteçler IL-6 ve TNF-'nin serum seviyeleri üzerindeki etkisini belirledik. Salinle tedavi edilen tümör taşıyan fareler, tümörsüz farelere kıyasla serum IL-6 (Şekil 7A) ve TNF-'de (Şekil 7B) istatistiksel olarak önemsiz olsa da belirgin bir artış gösterdi. Önemli olarak, iki yönlü ANOVA, IL-6 ve TNF- serum seviyelerinde DOX uygulaması ile tümör arasında önemli bir etkileşim göstermiştir. Gerçekten de, DOX uygulaması, IL-6'in tümör kaynaklı yukarı regülasyonunu kontrol tümörsüz farelerle benzer bir seviyeye normalleştirdi (Şekil 7A).