ІМУНОГІСТОХІМІЧНА ОЦІНКА ПОТЕНЦІАЛУ МОЛЕКУЛЯРНОГО ВОДНЮ ПРИ КОЛОРЕКТАЛЬНОМУ РАКУ
DOI:
https://doi.org/10.24061/1727-0847.24.1.2025.12Ключові слова:
колоректальний рак; молекулярний водень; імуногістохімія; CD4 ; CD8 ; CD20 ; CD68 ; TNF-α; Ki-67; p53Анотація
Колоректальний рак (КРР) є однією з провідних причин онкологічної смертності. Сьогодні активно досліджуються нові стратегії, які могли б покращити якість життя хворих на КРР. Увагу привертає молекулярний водень, як біологічно активна молекула, здатна зменшувати оксидативний стрес, модулювати сигнальні шляхи, пов’язані із запаленням, проліферацією та активністю імунних клітин, і впливати на мікросередовище пухлини.
Мета. За допомогою імуногістохімічних досліджень на моделі КРР у щурів з’ясувати як збагачена молекулярним воднем вода впливає на маркери імунних клітин, запалення, проліферації та клітинного циклу.
Матеріал і методи. Тварин поділили на три групи: 1-а – контроль; 2-а – щурі, яким моделювали КРР шляхом введення 1,2-ДМГ упродовж 30 тижнів і які мали доступ до звичайної води; 3-я – тварини, яким моделювали КРР і які споживали воду, насичену молекулярним воднем у концентрації 0,6 ppm. Для імуногістохімічної детекції цільових молекул в стінці кишок були використані антитіла до CD4+, CD8+, CD20+, CD68+ клітин, TNF-α, Ki-67 і p53.
Результати. Відсоткове значення кількості Т-хелперів (CD4+) у стінці товстої кишки тварин з КРР перевищувало інтактний показник у 11,02 раза, Т-кілерів (CD8+) – у 3,33 раза, В-лімфоцитів (CD20+) – в 11,41 раза, кількість популяції макрофагів (CD68+) в аберантних осередках збільшувалася в 11,28 раза, відсоток експресії TNF-α – у 16,72 раза (р<0,001 у всіх випадках). За умов моделювання канцерогенезу також збільшувався індекс проліферативної активності клітин (показник Кі-67 перевищував норму у 2,38 раза (р<0,001)) і показник інтенсивності клітинного циклу (рівень р53 був більшим від інтактного показника у 6,85 раза (р<0,001)).
У тварин з КРР, які споживали воду, збагачену молекулярним воднем, порівняно з щурами без корекції спостерігалося незначне зменшення CD4+ і CD20+-клітин у стінці товстого кишки і невелике підвищення CD8+-клітин.
Середні значення експресії CD68 і TNF-α у тварин 3-ї групи були достовірно меншими порівняно з аналогічними показниками у 2-й групі тварин – в 1,33 та у 1,22 раза відповідно. У той час, статистично значущої різниці між експресією Ki-67 і р53 у стінці товстої кишки тварин 2-ї та 3-ї груп не виявлено.
Висновок. Молекулярний водень сприяє адаптивному протипухлинному імунітету, посилює активність цитотоксичних CD8+ клітин, здатних знищувати пухлинні клітини, ефективно зменшує запалення (CD68+, TNF-α), але не впливає на проліферацію (Ki-67) чи накопичення p53, що вказує на його допоміжну роль у модуляції мікросередовища, а не основних онкогенних процесів у моделі КРР в щурів.
Посилання
Baidoun F, Elshiwy K, Elkeraie Y, Merjaneh Z, Khoudari G, Sarmini MT, et al. Colorectal Cancer Epidemiology: Recent Trends and Impact on Outcomes. Curr Drug Targets. 2021;22(9):998-1009. doi: 10.2174/1389450121999201117115717.
Ionescu VA, Gheorghe G, Bacalbasa N, Chiotoroiu AL, Diaconu C. Colorectal Cancer: From Risk Factors to Oncogenesis. Medicina (Kaunas). 2023;59(9):1646. doi: 10.3390/medicina59091646.
Sohrab SS, Raj R, Nagar A, Hawthorne S, Paiva-Santos AC, Kamal MA, et al. Chronic Inflammation's Transformation to Cancer: A Nanotherapeutic Paradigm. Molecules. 2023;28(11):4413. doi: 10.3390/molecules28114413.
Zhang M, Li X, Zhang Q, Yang J, Liu G. Roles of macrophages on ulcerative colitis and colitis-associated colorectal cancer. Front Immunol. 2023;14:1103617. doi: 10.3389/fimmu.2023.1103617.
Kasprzak A. Prognostic Biomarkers of Cell Proliferation in Colorectal Cancer (CRC): From Immunohistochemistry to Molecular Biology Techniques. Cancers (Basel). 2023;15(18):4570. doi: 10.3390/cancers15184570.
Johnsen HM, Hiorth M, Klaveness J. Molecular Hydrogen Therapy-A Review on Clinical Studies and Outcomes. Molecules. 2023;28(23):7785. doi: 10.3390/molecules28237785.
Artamonov MY, Pyatakovich FA, Minenko IA. Synergistic Antioxidant Effects of Molecular Hydrogen and Cold Atmospheric Plasma in Enhancing Mesenchymal Stem Cell Therapy. Antioxidants (Basel). 2024;13(12):1584. doi: 10.3390/antiox13121584.
Kura B, Slezak J. The Protective Role of Molecular Hydrogen in Ischemia/Reperfusion Injury. Int J Mol Sci. 2024;25(14):7884. doi:
3390/ijms25147884.
Mohd Noor MNZ, Alauddin AS, Wong YH, Looi CY, Wong EH, Madhavan P, et al. A Systematic Review of Molecular Hydrogen Therapy in Cancer Management. Asian Pac J Cancer Prev. 2023;24(1):37-47. doi: 10.31557/APJCP.2023.24.1.37.
Zhou W, Zhang J, Chen W, Miao C. Prospects of molecular hydrogen in cancer prevention and treatment. J Cancer Res Clin Oncol. 2024;150(4):170. doi: 10.1007/s00432-024-05685-7.
Kachur O, Fira L, Lykhatskyі P, Fira D, Garlitska N. Evaluation of membrane-destructive processes in rats with induced carcinogenesis of the colon using the cytostatic vincristine. Rocz Panstw Zakl Hig. 2022;73(2):215-20. doi:10.32394/rpzh.2022.0212.
Schardey J, Lu C, Neumann J, Wirth U, Li Q, Jiang T, et al. Differential Immune Infiltration Profiles in Colitis-Associated Colorectal Cancer versus Sporadic Colorectal Cancer. Cancers (Basel). 2023;15(19):4743. doi: 10.3390/cancers15194743.
Ágoston EI, Acs B, Herold Z, Fekete K, Kulka J, Nagy A, et al. Deconstructing Immune Cell Infiltration in Human Colorectal Cancer: A Systematic Spatiotemporal Evaluation. Genes (Basel). 2022;13(4):589. doi: 10.3390/genes13040589.
Dolina JS, Van Braeckel-Budimir N, Thomas GD, Salek-Ardakani S. CD8+ T Cell Exhaustion in Cancer. Front Immunol. 2021;12:715234. doi: 10.3389/fimmu.2021.715234.
Sun LL, Ellerman D, Mathieu M, Hristopoulos M, Chen X, Li Y, et al. Anti-CD20/CD3 T cell-dependent bispecific antibody for the treatment of B cell malignancies. Sci Transl Med. 2015;7(287):287ra70. doi: 10.1126/scitranslmed.aaa4802.
Reina-Campos M, Scharping NE, Goldrath AW. CD8 + T cell metabolism in infection and cancer. Nat Rev Immunol. 2021;21(11):718-38. doi:10.1038/s41577-021-00537-8.
Zhang J, Li S, Liu F, Yang K. Role of CD68 in tumor immunity and prognosis prediction in pan-cancer. Sci Rep. 2022;12(1):7844. doi: 10.1038/s41598-022-11503-2.
Balkwill F. TNF-alpha in promotion and progression of cancer. Cancer Metastasis Rev. 2006;25(3):409-16. doi:10.1007/s10555-006-9005-3.
Mantovani A, Sozzani S, Locati M, Allavena P, Sica A. Macrophage polarization: tumor-associated macrophages as a paradigm for polarized M2 mononuclear phagocytes. Trends Immunol. 2002;23(11):549-55. doi:10.1016/s1471-4906(02)02302-5.
Slezak J, Kura B, LeBaron TW, Singal PK, Buday J, Barancik M. Oxidative Stress and Pathways of Molecular Hydrogen Effects in Medicine. Curr Pharm Des. 2021;27(5):610-25. doi:10.2174/1381612826666200821114016.
Ghafoor DD. Correlation between oxidative stress markers and cytokines in different stages of breast cancer. Cytokine. 2023;161:156082. doi:10.1016/j.cyto.2022.156082.
Menon SS, Guruvayoorappan C, Sakthivel KM, Rasmi RR. Ki-67 protein as a tumour proliferation marker. Clin Chim Acta. 2019;491:39-45. doi:10.1016/j.cca.2019.01.011.
Shorning BY, Dass MS, Smalley MJ, Pearson HB. The PI3K-AKT-mTOR Pathway and Prostate Cancer: At the Crossroads of AR, MAPK, and WNT Signaling. Int J Mol Sci. 2020;21(12):4507. doi: 10.3390/ijms21124507.
Sabapathy K, Lane DP. Understanding p53 functions through p53 antibodies. J Mol Cell Biol. 2019;11(4):317-29. doi: 10.1093/jmcb/mjz010. Erratum in: J Mol Cell Biol. 2019 Dec 19;11(12):1105. doi: 10.1093/jmcb/mjz110.
Kanapathipillai M. Treating p53 Mutant Aggregation-Associated Cancer. Cancers (Basel). 2018;10(6):154. doi: 10.3390/cancers10060154.
Li H, Zhang J, Tong JHM, Chan AWH, Yu J, Kang W, et al. Targeting the Oncogenic p53 Mutants in Colorectal Cancer and Other Solid Tumors. Int J Mol Sci. 2019;20(23):5999. doi: 10.3390/ijms20235999.
Schulz-Heddergott R, Stark N, Edmunds SJ, Li J, Conradi LC, Bohnenberger H, et al. Therapeutic Ablation of Gain-of-Function Mutant p53 in Colorectal Cancer Inhibits Stat3-Mediated Tumor Growth and Invasion. Cancer Cell. 2018;34(2):298-314.e7. doi: 10.1016/j.ccell.2018.07.004.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
ВІДКРИТИЙ ДОСТУП
а) Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
б) Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
в) Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).