Супероксид- та NO-залежні механізми формування метастатичного мікрооточення віддалених сайтів метастазування хворих на колоректальний рак

Abstract

Мета: дослідити особливості редокс-стану метастазів (М), тканини печінки (ТП), крові та сечі хворих на метастатичний колоректальний рак (мКРР) із ураженням печінки. Об’єкт і методи дослідження: проведено дослідження тканини М; ТП, яка безпосередньо контактує з М; ТП, взятої на відстані 5 см від М; сечі та крові 25 хворих на мКРР із ураженням печінки. Активність залізо-сірчаних білків N-2 (FeS-білків N-2) електронтранспортного ланцюга (ЕТЛ) мітохондрій, рівні лактоферину (ЛФ), вільного заліза (ВЗ) визначали методом електронного парамагнітного резонансу (77 К). Рівні супероксидних радикалів (СР) та оксиду азоту (NO) визначали за допомогою технології спінових уловлювачів (Spin Traps). Активність матриксних металопротеїназ (ММП-2 і -9) реєстрували методом зимографії в поліакриламідному гелі. Результати: при мКРР з М в печінці виявлено порушення функціонування цитохрому Р450 у системі детоксикації гепатоцитів, дефекти в ЕТЛ мітохондрій (комплекси NO з FeS-білками — NOFeS-білки), порушення метаболізму кисню та заліза, зміни ступеня деструкції міжклітинного матриксу. Найбільш вираженими ці порушення були в ТП, яка прилягає до М (ділянки формування метастатичного мікрооточення), що проявлялося зниженням рівнів цитохрому Р450, зростанням рівнів комплексів NOFeS -білків, ЛФ, ВЗ, ММП-2, -9 та швидкістю генерування СР і NO порівнянно з ТП на відстані 5 см від М. У крові хворих на мКРР виявлено високі (порівняно з пацієнтами із КРР без метастазів) рівні супероксид- та NO-генеруючої активності нейтрофілів, активних форм желатиназ. Висновки: досліджені показники редокс-стану печінки, оперованої з приводу мКРР, можуть бути використані для оцінки функціонального стану органів та тканин віддаленого метастазування, ризиків виникнення рецидивів онкологічних захворювань та удосконалення терапевтичних підходів.

Objective: to study the peculiarities of the redox state of metastasis (M), liver tissue (LT), blood and urine of patients with metastatic colorectal cancer (mCRC) in liver. Object and methods: a study of the tissue M; LT, which is in direct contact with M; LT taken at a distance of 5 cm from M; urine and blood of 25 mCRC patients with liver damage was carried out. The activity of iron-sulfur protein N-2 (FeS-protein N-2) electrontransport chain (ETC) of mitochondria, the level of lactoferrin (LF), free iron (FI) was determined by the method of electron paramagnetic resonance (77 K). The rate of superoxide radicals (SR) and nitric oxide (NO) were detected according spin trapping technique (Spin Traps). The activity of matrix metalloproteinases (MMP-2 and -9) was registered using method of zymography in polyacrylamide gel. Results: in mCRC with liver M functioning of cytochrome P450 in hepatocyte detoxification system, defects in ETC of mitochondria (NO complexes with FeS-proteins — NOFeS-proteins), metabolism disorder of oxygen and iron, changing the degree of degradation of extracellular matrix. The most severe of these violations were in the LT, which is adjacent to M (plot formation of metastatic microenvironment) that manifested decreased levels of cytochrome P450, increasing levels of NOFeS-proteins complexes, LF, FI, MMP-2, -9 and speed generate CP and NO comparable to TP at 5 cm of M. In blood of patients with mCRC was found high (compared with patients without M CRC) level superoxyde- and NO-generating activity of neutrophils, active forms of gelatynases. Conclusion: the investigated parameters redox state of liver of patients operated on mCRC can be used to assess the functional state of organs and tissues distant M, risk of recurrence cancer and improve therapeutic approaches.