Медь (Cu) является одним из важнейших микроэлементов как для людей, так и для животных. В организме человека она существует в двух формах: Cu(I) и Cu(II). Ее способность легко захватывать и переносить электроны объясняет важность и необходимость в окислительных процессах и в удалении свободных радикалов из организма. Ионы меди необходимы для функционирования многих Cu-зависимых ферментов, таких как лизилоксидаза, цитохром C оксидаза, тирозиназа, дофаминовая β-гидроксилаза, α-амидирующая монооксигеназа пептидилглицина, моноаминоксидаза, церулоплазмин, супероксиддисмутаза и других ферментов, представляющих антиоксидантную систему защиты организма.
В опытах in vitro было обнаружено, что добавление глюконата меди в питательные среды повышает содержание Cu2+ в раковых клетках по сравнению с окружающей нормальной тканью [9]. Показано, что ионы меди в сочетании с дисульфирамом (ингибитором фермента ацетальдегиддегидрогеназы), действуют как ингибиторы протеасом [7], индуцируют окислительный стресс, уменьшают активность NFƙB (Nuclear factor kappa Binding) и повышают чувствительность раковых клеток к химиотерапевтическим агентам [9]. Ядерный фактор каппа-B – это универсальный фактор транскрипции, контролирующий экспрессию генов апоптоза, иммунного ответа и клеточного цикла, состоит из 5 различных белков (NF-kB1 (p50), NF-kB2 (p52), RelA (p65), RelB и C-Rel) и активируется цитокинами: иммуностимулирующим интерлейкином-11β (Il-1β) и фактором некроза опухоли (TNFα) – провоспалительным многофункциональным цитокином, стимулирующим продукцию ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, интерферона-гамма, активирующим лейкоциты, а также Т- и B-клеточными митогенами, двуцепочечной ДНК, ЛПС и др. Это ключевой регулятор для многочисленных генов, белков-мишеней адгезии и белков острой фазы, которые участвуют в процессах роста, апоптоза, воспалительного и иммунного ответа. При этом нарушение регуляции NF-ƙB способно вызвать воспаление, различные аутоиммунные заболевания, развитие вирусных инфекций, рака.
Показано, что ионы ряда металлов, из которых Cu2+ является наиболее активным, могут усиливать противоопухолевую активность дисульфирама [8,10,11,12,13,15].
Лабораторные исследования на животных доказали, что ионы меди обладают антиоксидантными свойствами [9] и могут иметь некоторые противоопухолевые эффекты [6], однако роль меди в канцерогенезе еще не ясна и требует новых исследований.
Цель исследования: оценить уровень цитокинов IL-1β, IL-6, IFN-γ и TNF-α в сыворотке крови мышей с привитой миеломой после двухнедельного перорального введения глюконата меди.
Материалы и методы
Эксперимент проводили на 2,5-3-х месячных линейных мышах BALB/c (46 особей массой 22-25 г). За сутки до начала эксперимента животным внутрибрюшинно инъецировали суспензию клеток миеломы штамма Sp 2/0 Ag14 (0,5×106 кл/мышь). Затем мышам опытной группы ежедневно, в течение двух недель вводили перорально глюконат меди Cu(II) в дозе 1/10 LD50 [2,3]. На 15-е сутки у животных забирали кровь из хвостовой вены и отделяли путем центрифугирования сыворотку, в которой методом иммуноферментного анализа (ИФА) с помощью тест-наборов (АО «ВЕКТОР-БЕСТ») определяли уровень цитокинов: Il-1β, Il-6, IFN-γ, α-TNF. Результаты статистически обрабатывали с помощью программы STATISTICA 8.0. Для оценки различий между группами использовали непараметрический U-критерий Манна-Уитни, преимущество которого состоит в том, что он позволяет выявлять различия между малыми выборками. Метод определяет, достаточно ли мала зона перекрещивающихся значений между ранжированным рядом значений параметра в первой выборке и таким же во второй выборке. При этом, чем меньше значение критерия Манна-Уитни, тем больше вероятность, что различия между значениями параметра в выборках достоверны.
Результаты и обсуждение
Нарушение баланса в системе цитокинов рассматривается как важный механизм развития многих патологических процессов. При злокачественном росте с цитокинами взаимодействуют две системы: «неоплазма–цитокины» и «иммунная система–цитокины» [1]. При этом опухолевые клетки могут продуцировать цитокины и экспрессировать соответствующие рецепторы. В опухолевом процессе большую роль играют IL-1β и TNFα. Продуцировать TNFα способны многие опухолевые клетки. При росте опухоли уровень содержания TNFα в крови может повышаться как за счет его продукции опухолевыми клетками, так и в результате усиленного выделения макрофагами [5]. Известно, что провоспалительный цитокин Il-6 активно подавляет апоптоз опухолевых клеток и одновременно стимулирует процессы ангиогенеза; его увеличение в тканях опухоли и крови рассматривается как прогностически неблагоприятный признак [4]. Интерфероны (IFN-γ) представляют одну из самых быстро реагирующих систем иммунологической защиты, точный механизм их противоопухолевого действия не известен [14].
Результаты определения уровня цитокинов представлены в таблице (см. табл.).
Влияние глюконата меди на уровень цитокинов в сыворотке крови линейных мышей BALB/c с привитой миеломой Sp 2/0 Ag14
|
Цитокины |
Мыши |
||
|
1 группа |
2 группа |
3 группа |
|
|
«Контроль-интактные», пкг/мл |
«Контроль-миелома», пкг/мл |
«Миелома + CuGl», пкг/мл |
|
|
Il-1β |
0,1 ± 0,02 |
0,9 ± 0,0*3 |
0,3 ± 0,02** |
|
Il-6 |
0,4 ± 0,05 |
1,25 ± 0,15* |
0,6 ± 0,05** |
|
IFN-γ |
5,0 ± 0,4 |
7,5 ± 0,6* |
11,7 ± 1,2** |
|
α-TNF |
25 ± 2,3 |
17,9 ±1,6* |
36,5 ± 4,5** |
Примечание: * – отличия между группами 1 и 3 достоверны, p < 0,05; ** – отличия между группами 2 и 3 достоверны, p < 0,05.
При сравнении полученных результатов выявлено, что у мышей с привитой миеломой уровень цитокинов в сыворотке крови значимо изменялся по сравнению с интактными животными: IL-1β, IL-6 и IFN-γ повышался в 9,0, 3,1 и 1,5 раза соответственно, а уровень TNF-α снижался примерно в 1,4 раза. Двухнедельное пероральное введение глюконата меди оказывало существенное влияние на данные показатели. Так, по сравнению с группой «контроль-миелома», уровень IL-1β снижался в 3 раза, IL-6 – в 2,1 раз, а IFN-γ и TNF-α, напротив, повышался в 1,6 и 2 раза соответственно.
Следует отметить, что содержание провоспалительных цитокинов IL-1β и IL-6, значительно снизившееся у мышей с привитой миеломой под влиянием терапии с использованием глюконата меди (II), может указывать на его противовоспалительное действие. В то же время повышение уровня TNF-α и IFN-γ – на иммуномодулирующие и противоопухолевые свойства.
Заключение и выводы
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о корригирующем действии глюконата меди (II) на продукцию цитокинов у мышей линии BALB/c с привитой миеломой Sp 2/0 Ag14. Снижение содержания провоспалительных цитокинов IL-1β и IL-6 указывает на его противовоспалительные свойства, а повышение уровня TNF-α и IFN-γ – на противоопухолевое и иммуномодулирующее действие.
Предполагаемый механизм действия глюконата меди (II) – индукция ядерного фактора каппа-B, которая регулируется с помощью цитокинов IL-1β, IL-6, TNF-α, IFN-γ.
Использование глюконата меди (II) может быть перспективным в противоопухолевой терапии.