Введение к работе
Актуальность проблемы. Исследовательская активность в области мужского гаметогенеза продолжает оставаться высокой, что не только связано с познавательным интересом к этой ключевой проблеме биологии и медицины, но и диктуется постоянно расширяющимся кругом актуальных задач, имеющих большое медико-биологическое и социальное значение [Захидов С.Т. и др., 2009]. К числу последних относится проблема мужского бесплодия, вызванного цитостатической химиотерапией [Адамян Л.В. и др., 2003; Jeruss J.S. et al., 2009; Meirow D. et al., 2010], вопрос об использовании которой обсуждается сегодня практически для каждого онкологического больного. Актуальность данной проблемы обусловлена обнадеживающими результатами химиотерапевтического лечения целого ряда онкологических заболеваний, возросшим числом пациентов, находящихся в длительной ремиссии [Быстрова О.В. и др., 2009; Пароконная А.А., 2009]. В России около 2,6 млн. человек наблюдаются у врачей после излечения онкологических заболеваний по прошествии пяти и более лет [Чиссов В.И., 2009]. Особенно впечатляют успехи детской онкологии [Кравченко Н.Е. и др., 2009]. Опрос мужчин показывает, что 75% из них надеются на сохранение фертильности [Пароконная А.А., 2009; Jeruss J.S. et al., 2009]. Между тем клинические данные свидетельствуют о том, что нормальное функционирование системы воспроизводства отмечается у 50% мужчин, перенесших химиотерапию в репродуктивном возрасте [Адамян Л.В. и др., 2003], и у 30% пациентов, получавших лечение в возрасте 10-15 лет [Blumenfeld Z., 2010]. С точки зрения представлений о низкой избирательности действия цитостатических препаратов их побочные эффекты на сперматогенную ткань не являются неожиданными, т. к. последняя относится к тканям с высокой фракцией клеточного роста. Степень выраженности гонадотоксичности при применении различных антибластомных средств может значительно варьировать в зависимости от возраста пациентов, индивидуальных особенностей строения препаратов [Гольдберг Е.Д., Боровская Т.Г., 2000]. Для разработки эффективных стратегий сохранения фертильности необходимо изучение основных механизмов повреждения семенников, вызванных средствами фармакотерапии [Meirow D., 2010]. В этом плане достаточно хорошо исследованы алкилирующие соединения, антрациклины, платиноиды, ИТА. Менее изучены препараты из группы таксанов, к которым относится паклитаксел. Препарат принадлежит к числу самых востребованных в онкологической практике [Фисенко В.П. и др., 2000; Гольдберг В.Е. и др., 2004; Pectasides D. et al., 2009]. Он успешно используется в лечении злокачественных новообразований у детей и подростков [Woo M.H. et al., 1999]. Данные литературы о нарушениях сперматогенеза при введении паклитаксела немногочисленны и свидетельствуют о выраженном повреждающем действии препарата на семенники половозрелых животных. Показано, что мишенью паклитаксела являются стволовые сперматогонии [Сухачева Т.В., 2001], повреждение которых может приводить к снижению фертильности в отдаленные сроки после его введения. Действие препарата на неполовозрелые гонады практически не изучено.
Известно, что паклитаксел обладает способностью вызывать в мужских половых клетках цитогенетические изменения, которые могут приводить к появлению неполноценного потомства [Marchetti F. et al., 1999]. Вопрос о реализации мутагенных эффектов препарата в анте- и постнатальном периоде развития потомства остается открытым. Между тем для пациентов, имеющих нормальные показатели спермограммы, вопрос о риске появления неполноценного потомства является принципиально важным [Пароконная А.А., 2009; Steliarova-Foucher E. et al., 2004; Fossa S.D. et al., 2005].
Поиск способов и средств защиты мужских половых желез от цитостатического воздействия в последние годы проводится в эксперименте по разным направлениям. В настоящее время обосновано использование антиоксидантов для защиты клеток нормальных тканей (не поврежденных опухолью) от цитостатического воздействия [Давыдов М.И., Барышников А.Ю., 2003]. К числу лекарственных средств такого плана принадлежит синтетический антиоксидант тиофан, биологические эффекты которого обусловлены синергическим сочетанием антирадикальной активности его фенольных фрагментов с противопероксидным действием сульфидной группы [Гуреева Н.В. и др., 2006]. Показана его протективная активность в отношении кроветворной ткани, печени при цитостатическом воздействии [Ермолаева Л.А., 2008; Колотова О.В. и др., 2008]. В связи с этим безусловный интерес представляет изучение возможности использования тиофана в качестве средства коррекции нарушений сперматогенеза, вызванных введением паклитаксела.
Другим перспективным способом защиты и восстановления нормальных тканей от повреждений, вызванных цитостатическим воздействием, является использование средств регенеративной медицины, обладающих способностью мобилизировать собственные механизмы «глубокого резерва» – стволовые клетки костного мозга с их последующим хомингом в поврежденные ткани и активацией региональных стволовых клеток. К числу таких средств относится Г-КСФ [Дыгай А.М., Жданов В.В., 2010]. Стволовые сперматогонии, как было отмечено выше, являются мишенью токсического действия паклитаксела. С указанных позиций несомненный практический и теоретический интерес представляет изучение эффективности Г-КСФ для защиты источников пролиферативного пула сперматогенеза при использовании данного цитостатического препарата.
Цель исследования. Изучить характер, глубину и продолжительность нарушений репродуктивной системы крыс-самцов на фоне введения паклитаксела; провести поиск патогенетически обоснованных путей снижения его гонадотоксичности.
Задачи исследования:
-
Изучить состояние репродуктивной системы крыс-самцов в ранние и в отдаленные сроки после введения паклитаксела половозрелым животным.
-
Оценить состояние репродуктивной системы крыс-самцов при введении паклитаксела в период их полового созревания.
-
Провести анализ состояния потомства интактных крыс-самок и самцов, спаренных в отдаленные сроки после введения паклитаксела. Определить влияние на потомство такого фактора, как срок спаривания после цитостатического воздействия.
-
Изучить возможность фармакологической коррекции гонадотоксических эффектов паклитаксела.
Научная новизна работы. Впервые с помощью современных методов исследования проведено всестороннее изучение морфологического и функционального состояния репродуктивной системы крыс-самцов в ранние и отдаленные сроки после однократного введения паклитаксела в МПД. Принципиальную новизну имеют данные о влиянии препарата на семенники неполовозрелых животных. Впервые выявлено апоптозиндуцирующее действие препарата на клетки семенников и его способность повышать уровень ДЛМ на стадии сперматозоидов и сперматогоний. Изучено состояние потомства интактных крыс-самок и самцов, которым вводили паклитаксел в отдаленные сроки до спаривания. Установлены гонадопротекторные свойства антиоксиданта тиофана и Г-КСФ.
Практическая значимость работы. Результаты экспериментальных исследований позволяют прогнозировать восстановление фертильности у пациентов после применения таксансодержащих схем лечения. Тиофан может быть использован для улучшения фертилизующих свойств эякулята, Г-КСФ – для восстановления популяции сперматогоний. С учетом срока спаривания после введения паклитаксела можно снизить генотоксичность препарата на потомство. Данные о токсических эффектах паклитаксела на семенники неполовозрелых животных могут служить основой для поиска патогенетически обоснованных путей коррекции. Очевидную научно-практическую перспективу имеет использование метода «ДНК-комет» для поиска патогенетически обоснованных корректоров, позволяющих снизить токсичность препарата на гонады и потомство. Определение степени выраженности ДНК-повреждений этим методом может быть использовано для сравнительной оценки генотоксического и канцерогенного действия цитостатических препаратов. Получено положительное решение о выдаче патента на изобретение (RU) по заявке № 2009136150 от 10.06.2010 г. «Способ коррекции нарушений сперматогенеза, вызванных цитостатическим воздействием».
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на региональной конференции молодых ученых-онкологов им. академика Н.В. Васильева «Актуальные вопросы экспериментальной и клинической онкологии» (Томск, 2008, 2009, 2010), Всероссийской университетской научно-практической конференции молодых ученых по медицине (Тула, 2009), Всероссийской научно-практической конференции «Отечественные противоопухолевые препараты» (Москва, 2009, 2010), III съезде токсикологов России (Москва, 2008), V конгрессе Всемирной ассоциации репродуктивной медицины (Москва, 2010).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, из них 2 – в центральных журналах, рекомендованных перечнем ВАК.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 148 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4-х глав, выводов и списка использованной литературы. Работа иллюстрирована 17 рисунками и 22 таблицами. Библиографический указатель включает 292 литературных источника, из них 137 отечественных и 155 иностранных авторов.
![Влияние дипептидов на адаптивное и половое поведение самцов крыс разного возраста [Электронный ресурс]](/i/i/4471/198033.png "Влияние дипептидов на адаптивное и половое поведение самцов крыс разного возраста [Электронный ресурс] Кудрявцева Татьяна Анатольевна")