ІМУНОГІСТОХІМІЧНА ОЦІНКА ПОТЕНЦІАЛУ МОЛЕКУЛЯРНОГО ВОДНЮ ПРИ КОЛОРЕКТАЛЬНОМУ РАКУ

Автор(и)

  • О. Покотило
  • С. Крамар
  • М. Корда

DOI:

https://doi.org/10.24061/1727-0847.24.1.2025.12

Ключові слова:

колоректальний рак; молекулярний водень; імуногістохімія; CD4 ; CD8 ; CD20 ; CD68 ; TNF-α; Ki-67; p53

Анотація

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

2025-03-27

Номер

Розділ

Оригінальні дослідження