ИСТИНА

Рак пищевода - одна из распространенных злокачественных патологий в мире, которая является причиной смерти около 386 000 человек каждый год Общая 5-летняя выживаемость пациентов составляет менее 20% (Мурашко Д.А., 2017; Кит О.И., 2019). Рак пищевода умеренно чувствителен к химиотерапии. В настоящее время наиболее активными препаратами в отношении этого заболевания являются цисплатин, фторпиримидины и таксаны в разных режимах. При плоскоклеточном раке стандартным режимом химиотерапии остаётся комбинация цисплатина с инфузией 5-фторурацила или капецитабином, при котором частота объективного ответа составляет около 35%, а продолжительность жизни не превышает 6-8 месяцев (Chaudary N., 2017). Современные технические средства и методики облучения в монорежиме позволяют получить удовлетворительные результаты, однако отдаленные результаты не столь впечатляющие: медиана выживаемости составляет 9 мес, 5-летняя выживаемость – около 5% (Saygin C., 2019). Как самостоятельный метод выбора он применяется при генерализованном раке пищевода (IV стадия) в паллиативных целях, а также когда другое лечение невозможно из-за сопутствующих патологий. Лучевая терапия опухолей основана на механизме воздействия ионизирующего излучения, которое может влиять на ДНК опухолевой клетки напрямую или косвенно через образование свободных радикалов и других клеточных молекул, например, перекиси водорода. Свободные радикалы запускают цепную реакцию образования активных форм кислорода, приводящих к окислительному стрессу (He H., 2013). Итогом этих деструктивных процессов является высокий уровень повреждения ДНК, включая сложные двухцепочечные разрывы, трудно поддающие восстановлению. Необратимое повреждение ДНК приводит к индукции клеточного старения, митотической катастрофе, некрозу и / или апоптозу (AlEjeh, F., 2010; Goldstein M., 2015). Изменение регуляции любого из этих процессов может привести к радиорезистентности. 4 Дополнительная информация о прогнозе развития заболевания может направить выбор лечения в конкретных случаях. Маркеры, критичные для канцерогенеза, прогрессирования и приобретения химио- и лучевой резистентности, могут помочь классифицировать опухоли одной стадии по разным подгруппам прогноза. Отметим, что ни один иммуногистохимический биомаркер не был принят на практике в клинические прогностические модели, такие как классификация TNM для ESCC. Примером всесторонней оценки нескольких генетических маркеров может быть работа Y.B. Chen. Авторы идентифицировали активирующие мутации в гене NOTCH1, а также копийность (CNVs) в протоонкогенах MYB, MYBL2 и microRNA-4707-5p, и впоследствии подтвердили прогностические значения этих генетических изменений в независимой ретроспективной когорте ESCC (Chen Y.B., Jia W.H., 2016). Таким образом, рак пищевода остается одним из самых сложных для лечения злокачественных новообразований с одним из самых высоких индексов агрессивности опухоли – 0,87 (соотношение количества умерших к количеству заболевших). Комплексный подход в лечении рака пищевода, включающего лучевую терапию, химиотерапию и хирургический методы, улучшили непосредственные результаты, однако положительные отдаленные результаты лечения достигаются только у 10% пациентов, получавших неоадъювантную химиолучевую терапию. Одной из основных причин снижения эффективности лечения является развитие радиорезистентности опухолевых клеток после лучевой терапии. Сигнальный каскад Hedgehog (HH), для которого показана связь с развитием резистентности к терапии и фенотипом раковых стволовых клеток, стал одной из целей для разработки новых стратегий лечения рака пищевода (Wang D., 2019; Yang C., 2020). Современные подходы к планированию дорогостоящих и продолжительных по времени клинических исследований новых схем терапии требуют постоянного совершенствования экспериментальной базы доклинических испытаний на лабораторных животных. В том числе для этих целей создаются ксенографты – экспериментальные модели, которые представляют собой человеческий опухолевый материал, трансплантированный 5 в организм животного. В настоящее время уже накоплен мировой опыт использования этих моделей. Так, рядом групп исследователей созданы биобанки PDX, которые были максимально полно охарактеризованы, подобно банкам клеточных культур. Также такие ксенографты позволяют индивидуально подобрать терапию пациенту-донору опухолевого материала, имплантированного в организм мышей, таким образом, в полной мере реализуя персонализированный подход в медицине. Исследования, выполненные на PDX-моделях для определения эффективных схем и методов терапии, а также корректировки курсов химиотерапии или облучения представляют один из наиболее полезных на сегодняшний день инструментов персонализированной медицины (Кит О.И., 2019). На фоне агрессивности лекарственных и ионизирующих воздействий и высокой частоты осложнений при лечении рака пищевода, остается актуальной задачей создание животных моделей, обеспечивающих персонализированный подход при разработке новых терапевтических подходов и исследование механизмов радио- и химиорезистентности опухоли. Степень разработанности темы Во многих работах рассматриваются вопросы приобретения внутренней и индуцированной радиорезистентности, что приводит к местному рецидиву и, в конечном итоге к неудачному исходу (Wang Y., 2017; Wang D., 2019; Li M-Y., 2020). Вопрос разработки методологии получения PDX-моделей, пригодных как для изучения механизмов резистентности, так и идентификации клинически значимых маркеров, остается в фокусе внимания современных исследований в области экспериментальной онкологии. Цель исследования Исследовать противоопухолевый эффект лучевой терапии и провести поиск молекулярно-генетических предикторов ответа на лучевую терапию при аденокарциноме и плоскоклеточном раке пищевода в эксперименте. Задачи исследования 1. Создание ортотопической PDX-модели плоскоклеточного рака и аденокарциномы пищевода для исследования лучевой терапии в эксперименте. 6 2. Провести оценку биологического эффекта лучевого воздействия на плоскоклеточную опухоль в эксперименте in vivo. 3. Провести оценку биологического эффекта лучевого воздействия на аденокарциному пищевода в эксперименте in vivo. 4. Исследовать гены сигнального пути Hedgehog в PDX-моделях плоскоклеточного рака и аденокарциномы пищевода для определения его значения в развитии радиорезистентности. Научная новизна исследования В работе впервые экспериментальным путем найдены доза-временные режимы воздействия на ортотопические PDX-модели плоскоклеточного рака и аденокарциномы пищевода, которые позволяют индуцировать эффект торможения роста опухоли в диапазоне от 45 до 90%, не оказывая при этом значительного влияния на здоровье мышей-реципиентов опухолевого материала. Установлена динамика роста опухоли при воздействии лучевой терапии. Впервые изучены особенности экспрессии генов, являющихся членами Hedgehog сигналинга в образцах аденокарциномы пищевода и плоскоклеточного рака пищевода, под действием экспериментальной лучевой терапии в различных дозах. Теоретическая и практическая значимость исследования В ходе выполнения диссертационного исследования изучены противоопухолевые эффекты разных доз лучевой терапии на PDX-моделях рака пищевода человека, при создании которых были оптимизированы методы получения биологического материала опухоли, его перививки в пассажах. Полученные результаты являются теоретической основой развития персонализированного подхода при проведении лучевой терапии в комплексе с химиопрепаратами. Установлено, что транскрипционная активность геновкомпонентов сигнального пути HH повышается под воздействием радиации (выявлены достоверные изменения для генов GLI1, SHH и IHH) вне зависимости от дозы облучения. Соответственно, интеграция ингибиторов SHH, IHH или GLI1 после лучевой терапии может повысить радиосенсибилизацию у пациентов при плоскоклеточном раке пищевода. 7 Необходимы дальнейшие исследования для демонстрации клинического потенциала данных мишеней во время радиотерапии.