V Форум по профилактике неинфекционных заболеваний и формированию здорового образа
advertisement
V Форум по профилактике неинфекционных заболеваний и формированию здорового образа жизни «За здоровую жизнь» в рамках Российской Недели здравоохранения Профилактика онкопатологии путем раннего неинвазивного выявления цитогенетических нарушений как предикторов канцерогенеза Сычева Л.П., д.б.н., профессор ФГБУ «НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н.Сысина» Минздрава России 1 «Будущее принадлежит медицине профилактической» Н.И.Пирогов Генетическая нестабильность и канцерогенез Генетическая Экзогенные нестабильность Трансфомация клетки Факторы Эндогеннные Автономные и агрессивные субклоны трансформированных клеток Злокачественная опухоль 2 Сычева Л.П. 2014 Генетическая нестабильность и канцерогенез (обзор Б.П.Копнина) • Генетическая нестабильность - это увеличение вероятности возникновения и закрепления в ряду клеточных поколений разнообразных изменений генома. • Генетическая нестабильность, вместе с постоянно идущим отбором, обеспечивают накопление в одной клетке сразу нескольких мутаций в онкогенах, опухолевых супрессорах и других генах, придающих клетке совокупность свойств, необходимых для образования опухоли • Генетическая нестабильность = 4 основных типа нарушений уменьшение точности воспроизведения генетической информации, нарушения в системах репарации повреждений ДНК ослабление функции чекпойнтов (точек контроля) клеточного цикла, в результате чего клетка, несмотря на разрывы ДНК или изменения числа хромосом, продолжает делиться и умножать число аномальных потомков; ослабление индукции апоптоза, вследствие чего делящиеся клетки с 3 генетическими нарушениями не погибают, а выживают. Сычева Л.П. 2014 Физические, химические, биологические факторы Повреждение ДНК, ошибочные репарация, репликация Генные мутации, хромосомные, аберрации, повреждение веретена деления Цитогенетические нарушения интерфазных клеток: микроядра, протрузии, мосты, анеуплоидия (метка на центромеры) СР Новообразования, наследственные болезни, врожденные пороки развития, астма, диабет 2 типа, ишемическая болезнь, атеросклероз, артериальная гипертензия, метаболический синдром, преждевременное старение Сычева Л.П. 2014 The International Human Micronucleus (HUMN) Project, основан в 1997 г. www.humn.org • Обследовано 6718 чел из 10 стран при участии 20 лабораторий между 1980 и 2002 г. • Значимое повышение частоты всех типов рака (особенно урогенитального и желудочно-кишечного) отмечено в группах со средней и высокой частотой лимфоцитов с хромосомн. аберрациями или с микроядрами Получены доказательства, что частота микроядер в лимфоцитах является предиктивным биомаркером риска развития рака в популяции здоровых людей (M.Fenech et al. 2014) 5 Сычева Л.П. 2014 The Human Micronucleus Assay in exfoliated cells (HUMNxl) Project, основан в 2007 г. www.humn.org • Обследовано более 15000 чел. • Средняя частота клеток с микроядрами - 1,1 на 1000 • Коэффициент корреляции частоты буккальных эпителиоцитов и лимфоцитов с микроядрами R=0,74 6 Сычева Л.П. 2014 Saran et al., (Дели) Oral Oncol. 2008 Дополнительно к тесту PAPANICOLAOU МЯ тест полезно использовать при скрининге женщин на развитие рака шейки матки Шейка матки, эпителий HSIL -27 LSIL – 10 Воспаление -12 Апоптоз Установлена корреляция между частотой эксфолиативных цервикальных клеток с микроядрами и малигнизацией при раке шейки матки (обзор) Aires et al. (Бразилия) 2011 Микроядра Nersesyan A.K. (Австрия) Tsitol.Genet. 2007 Микроядра Буккальный эпителий ДНКразрывы 129 чел. – рак полости рта 138 чел. – преканцерогенные повреждения полости рта 176 чел. – контроль Сычева Л.П. 2014 Полиорганный кариологический тест Объекты исследования: • Индивидуальная оценка цитогенетического статуса человека • Групповая оценка цитогенетического статуса Показатели пролиферации • Буккальный эпителий • Назальный эпителий Микроядро Протрузия Цитогенетические показатели Кариопикноз Показатели деструкции Двуядерная клетка Клетки человека ? ядра (апоптоза) Вакуолизация Кариолизис Кариорексис • Уротелиальный эпителий • Бронхиальный • Лимфоциты Индекс накопления цитогенетических повреждений (Сычева , 2012 «Гигиена и санитария», №6): Iac= (Ic х Ip / Iapop) х 100 Три группы риска: низкий (Iac 2) умеренный (2<Iac <4) высокий (Iac4) Сычева Л.П. 2014 Кариологические показатели Классификация и диагностические признаки (Сычева Л.П., Мед. генетика №11, 2007) Норма Двуядерная клетка Перинуклеарная вакуоль Кариорексис Микроядро Протрузия Сдвоенные ядра Повреждение ядерн. мембраны Конденсация хроматина Начало кариолизиса Пикноз Кариолизис Цитогенетические и кариологические показатели при исследовании эпителия слизистой щеки Ф.И.О.________________________Иванова М.М.____________________ Значение исследуемого показателя Показатели Ориентировочные нормативные величины Цитогенетические показатели на 1000 клеток Клеток с микроядрами 3 0-3 Клеток с протрузиями 0 0-4 Клеток с атипичной формой ядра 3 0-5 Сумма клеток с цитогенетическими нарушениями 2 0-7 Показатели пролиферации на 1000 клеток Двуядерных клеток 4 0-5 Клеток со сдвоенными ядрами 2 0-6 Клеток с тремя и более ядрами 0 0-2 Суммарный показатель пролиферации 6 0-10 Показатели деструкции ядра (апоптоза) в % Клеток с повреждением кариолеммы 0 0-3 Клеток с перинуклеарной вакуолью 3,5 0-5 Клеток с началом кариолизиса 20 0-40 20,5 0-40 2 0-6 Клеток с конденсацией хроматина Кариопикноз Кариорексис Кариолизис 4 Заключение____________________________________________________________________ 0,5 Подпись исследователя___________________________________Дата____________________ Апоптический индекс (сумма клеток с кариопикнозом, кариорексисом, кариолизисом) 8 0-4 0-6 1-10 Сычева Л.П. 2014 10 Применение подхода для дифференциальной диагностики злокачественных новообразований и туберкулеза Доля клеток в промилле Микроядра 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 * 0.25 0.18 0.79 Доля клеток в промилле Кариологические показатели бронхиального эпителия при браш-биопсии (совместно с ЦНИИ туберкулеза РАМН, Т.А.Стацук, О.В.Ловачевой) 80 Неспецифические заболевания легких 70 Туберкулез * 60 50 Злокачественные новообразования 40 30 * 20 10 0 20.4617.7943.18 8.35 11.3211.32 11.3811.0714.47 40.6841.8669.32 Протрузии Два ядра Сдвоенные ядра Всего ядерных аномалий 11 Сычева Л.П. 2014 Цитогенетические показатели у здоровых людей и больных раком желудочнокишечного тракта (М.М.Бяхова, Л.П.Сычева и соавт., «Злокачественные новообразования»,2013) Назальный эпителий Буккальный эпителий 14 доля клеток в о/оо 12 10 9 доля клеток в ‰ 8 7 6 5 4 3 2 10 8 6 4 2 1 0 Микроядра Протрузии сумма микрядр. и протр. Больные раком ЖКТ 0 Микроядра Протрузии сумма микрядр. и протр. Здоровые люди Сычева Л.П. 2014 Цитогенеческие показатели у больных раком желучочно-кишечного тракта до и после радикального лечения Назальный эпителий Буккальный эпителий 14 доля клеток в о/оо 12 10 9 доля клеток в о/оо 8 7 6 5 10 8 6 4 4 3 2 2 1 0 0 микроядра протрузии сумма микроядр. и протр. До лечения микроядра протрузии сумма микроядр. и протр. После лечения Сычева Л.П. 2014 норма Сычева Л.П. 2014 15 Сычева Л.П. 2014 ПРИМЕНЕНИЕ НЕИНВАЗИВНОГО КАРИОЛОГИЧЕСКОГО (МИКРОЯДЕРНОГО) ТЕСТА ДЛЯ МОНИТОРИНГА И КОРРЕКЦИИ Не всегда возможно • определить наличие мутагенов (если они остались вне нормирования) • изъять мутагены • ограничить их действие Что делать? • определять повышенный уровень цитогенетических нарушений в группах или у отдельных индивидов • выявить экзогенные или эндогенные факторы, влияющие на здоровье для их устранения • применять здоровьесберегающие технологии для коррекции цитогенетических нарушений • оценивать эффективность коррекции (необходимо оценить цитогенетический статус после проведенных мероприятий). Сычева Л.П. 2014 * * * * Сычева Л.П. 2014 Показатели цитогенетического статуса основной группы до и после приема «Helvesana» (совместно с ЗАО «Бека-Хоспитек») 9 8 Доля клеток 7 До приема препарата После приема препарата 6 5 4 * 3 2 1 0 Цитогенетические нарушения в ‰ Пролиферация‰ Деструкция ядра в% Положительное действие препарата выражается в снижении уровня цитогенетических нарушений, снижении двуядерных клеток и повышении доли клеток с деструкцией ядра Сычева Л.П. 2014 lpsycheva@mail.ru Приглашаем к сотрудничеству врачей для определения прогностической ценности исследуемых биомаркеров при различной патологии Применение подхода для индивидуальной диагностики состояния здоровья и коррекции нарушений: Genom Health Clinic – новая парадигма предотвращения заболеваний (Fenech M., 2007) Повреждение генома – одна из основных причин различных заболеваний или патологических состояний человека Повреждения генома, вызванные дефицитом микронутриентов, можно предотвратить Точный диагноз нестабильности генома с использованием биомаркеров повреждения ДНК технически возможен (у M.Fenech - анализ микроядер в лимфоцитах человека) Возможно оптимизировать пищевой статус и верифицировать эффективность путем диагностики снижения повреждений генома после коррекции 20 Сычева Л.П. 2014 Алгоритм оценки цитогенетического статуса человека (анализ эксфолиативных клеток) Получение соскоба слизистой оболочки щеки Нанесение клеток на предметное стекло Фиксация и окраска препаратов Микроскопический анализ 1000 клеток и заполнение протокола исследований по 16 показателям Определение уровня цитогенетического стресса и индекса накопления цитогенетических нарушений (сравнение с фоновыми и собственными показателями) Сычева Л.П. 2014 Пролиферация Злокачественные новообразования Для поддержания гомеостаза необходимо динамическое равновесие между пролиферацией клеток и их гибелью Апоптоз Дистрофические процессы в тканях, органах, иммунодефицит и т.п. Сычева Л.П. 2014 Преимущество эксфолиативных буккальных клеток Кожа – «зеркало» организма, слизистая оболочка щеки –составная часть кожи Более 90% раков имеет эпителиальное происхождение Воздействие на слизистую оболочку: ●Пероральное (начало метаболизма), ● ингаляционное, ● через кровообращение Простой способ получения препаратов: неинвазивно (эксфолиативные клетки); не нужно культивировать Большой объем цитоплазмы позволяет корректно определять экстрануклеарные структуры 23 Сычева Л.П. 2014 Необходимость оценки цитогенетического статуса (состояния генома клеток) человека • Данные международных исследований (Hagmar et al., 1998, Bonassi et al., 2005) свидетельствуют о повышенных уровнях онкопатологии через 20 и более лет у лиц с высоким уровнем цитогенетических нарушений (хромосомных аберраций и микроядер). • Появляется все больше фактов о ведущей роли генома в развитии и функционировании отдельных клеток, тканей, органов и систем органов, а также организма в целом. • Получены новые данные об этиологической роли нарушений в строении генома и экспрессии генов при развитии и течении онкологических и других заболеваний. 24 Разработка ПКТ в лаборатории • Метод подготовки и окраски препаратов (ацетоорсеинсветлый зеленый) • Анализ полного спектра кариологических показателей • Классификация кариологических показателей, в том числе интегральные показатели цитогенетических нарушений, пролиферации, апоптоза • Определение биологического значения • Критерии определения (диагностические признаки) • Ориентировочные нормативные величины • Протокол микроскопического анализа • Бланк оценки цитогенетического статуса (индивидуального) • Таблица представления данных для групповых сравнений • Индекс накопления цитогенетических повреждений • Уровни цитогенетического риска • 3 Патента, методические рекомендации, монография, публикации (Сычева, Мед ген №11, 2007; Гиг и сан, №6,2012) Направленность изменений цитогенетического статуса у отдельных индивидов в конце исследования 26 Направленность изменений цитогенетического статуса пациентов после приема препарата «Lenedex» (исследование совместно с «Бека-Хоспитек“; Трухановым А.И., Горшковым Д.В .) 4 5 Improvement of cytogenetic biomarkers Improvement of other biomarkers 7 Deterioration of biomarkers Преимущества полиорганного микроядерного (кариологического) теста Неинвазивный; Тест на клетках человека - отсутствует проблема экстраполяции; Выявляет косвенно все три типа мутаций (хромосомные и геномные; корреляция генных и хромосомных - 90% -Kirsch-Volders et al., 1984); Нет необходимости культивирования; предварительного введения колхицина; 5-БУДР; цитохалазина В; гипотонической обработки Комплексный тест: оценка эффекта в нескольких органах; параллельная оценка цитогенетического и цитотоксического эффекта. Механизм генотоксического действия экзогенных и эндогенных факторов Факторы Оксидативный стресс (свободные радикалы) Воспаление Отдаленные генетические последствия Повреждение ДНК Повреждение митотического аппарата Образование аддуктов ДНК 29 • • • • Алкоголь, табак, продукты питания, вызывающие повышение доли эпителиоцитов с микроядрами в слизистой щеки Алкоголь Stich, Rosin, 1983 Табак Sarto et al., 1987 Жвачки с бетелем, натом, лаймом и табаком Stich, Rosin, 1984, 1985; Kajal 1993; Prasad, 1995 Дефицит В12, фолата Piathilake et al.,1995 Titenko-Holland et al., 1998 Лекарственные препараты, терапия вызывающие повышение доли эпителиоцитов с микроядрами в слизистой щеки • Радиотерапия Stich et al., 1983 Sarto et al., 1987 Tolbert et. Al., 1992 • Химиотерапия Sarto et al., 1987 Нерсесян и соавт., 1993 Torres-Bulgarin et al.,2003 • Парацетамол Topinka et al., 1989 • Гексенал Dittberner et al., 1997 Профессиональные факторы, вызывающие повышение доли эпителиоцитов с микроядрами в слизистой щеки • Формальдегид • • • • • • • • • • • • Suruda et al., 1993 Китаева и соавт., 1996 Titenko-Holland et al., 1996 Пестициды Gomez-Arroyo et al., 2000 Цитостатики Machado-Santelli et al., 1994 Производство железа Арутюнян и соавт.,1990 Производство хрома6 Benova et al.,2003 Малярные работы Pinto et al., 2000 Швейное производство Арутюнян и соавт.,1990 Производство обуви Burgas et al., 2002 Микробиол.пром. Арутюнян и соавт.,1990 Патол. лаборат. Burgas et al., 2002 Авторемонтные работы, такси, автополиция Karahalil et al., 1999 Медеплавильное пр.(As) Gradecka et al., 2003 Факторы окружающей среды, вызывающие повышение частоты эпителиальных клеток с микроядрами • Повышенное содержание Сайченко и соавт.,1997 гумуса в воде (хлорирование) • Мышьяк в воде Moore et al., 1996 Aposhian et al.,1997 Tian et al., 2001 Warner et al., 1994 (уротелиальные клетки) • Загрязнение атм.воздуха и почвы Маймулов и соавт., 1998 • Диоксины Жулева и соавт., 1997, 2000 Сычева и соавт., 2008 • Cs 137 (продукты, почва, вода)
