Scientific journal
International Journal of Applied and fundamental research
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,593

MORPHOLOGICAL ASSESSMENT OF THE EFFECTS OF AEROSOL INTRAPERITONEAL CHEMOTHERAPY UNDER PRESSURE ON EHRLICH’S CARCINOMA IN RATS

Kryzhanovskaya E.A. 1 Yukina G.Yu. 1 Belyaev M.A. 1 Zakharenko A.A. 1 Rybalchenko V.A. 1 Tomson V.V. 1 Sukhorukova E.G. 1 Paltyshev I.A. 1 Vervekin I.V. 1
1 First Pavlov State Medical University of St.Petersburg
A study of the method of aerosol intraperitoneal chemotherapy under pressure on the line of Wistar peritoneal carcinomatosis transplanted to rats was carried out. Peritoneal carcinomatosis was modeled using a strain of ovarian tumor. For the development of peritoneal carcinomatosis animals were intraperitoneal injected 1×10^7 tumor cells. After fixation of the material in 10 % formalin and standard histological technique, the material of autopsies of rats with transplanted tumor without treatment and the material of biopsies and autopsies of rats with treatment by aerosol intraperitoneal chemotherapy under pressure with cisplatin were studied by light microscopy. Animals without treatment were died at 7-14 days. After treatment with aerosol intraperitoneal chemotherapy under pressure with cisplatin, the life expectancy of animals increased. Morphological analysis of autopsy material of treated animals showed that almost the entire omentum has a normal structure with mild inflammatory infiltration. Tumor tissue is observed in single tissue fragments in the form of small foci of homogeneous necrotic masses with an admixture of erythrocytes and single degenerative tumor cells. Thus, there is a development of partial regression of the tumor process with a decrease in the volume of tumor tissue in the abdominal cavity and significant decrease in the activity of the inflammatory process, which together led to an increase in the life expectancy of laboratory animals. However, the metastatic process (metastasis in the lymph node and tumor emboli in the vessels) was remained, contributing to tumor intoxication with the development of dystrophy of parenchymal organs.
peritoneal carcinomatosis
carcinoma
aerosol intraperitoneal chemotherapy under pressure
cisplatin
morphological assessment

Канцероматоз брюшины является одним из наиболее неблагоприятных вариантов прогрессирования и рецидивирования злокачественных опухолей желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Длительное время развитие канцероматоза брюшины рассматривалось как терминальная стадия онкологического заболевания с медианой выживаемости 3–6 мес., при котором основным методом лечения оставалась лишь системная химиотерапия, несмотря на низкую ее эффективность, особенно при таких опухолях, как рак желудка. Перитонеальный канцероматоз (ПК) встречается у 14–43 % пациентов с раком желудка [1, 2]. При этом из всей группы больных раком желудка брюшина является единственным местом метастазирования для 35 % пациентов [3]. Cамой частой причиной смерти у пациентов с раком желудка является имплантационное метастазирование в брюшину. На момент постановки диагноза уже около 15–40 % пациентов с раком желудка имеют перитонеальное распространение опухоли [4]. После проведения радикальной операции по поводу рака желудка отдаленные метастазы сохраняются у 25–50 % пациентов [5–7]. Из всех случаев рецедивирования заболевания, в 35–45 % причиной становится наличие ПК [6]. Хотя выживаемость после радикальной операции при раке желудка незначительно повышается с помощью адъювантной или неоадъювантной химиотерапии [8, 9], но эти методики остаются безуспешными в снижении частоты метастазирования, включая развитие ПК [10, 11].

В настоящее время «золотым стандартом» паллиативного лечения опухолевого асцита и профилактики его возникновения у больных раком желудка с высоким риском развития ПК, а также для лечения пациентов с уже развившимся ПК в сочетании с циторедуктивной хирургией (ЦРХ) является внутрибрюшинная химиогипертермическая перфузия (ВБХГТП). Основной проблемой в лечении ПК является низкая проницаемость цитостатиков в опухолевые узлы, преимущественно за счёт высокого интерстициального давления жидкости в последних. В связи с этим был предложен принципиально новый способ регионарной химиотерапии ПК – аэрозольная внутрибрюшная химиотерапия под давлением (АВХД), при котором в брюшной полости в условиях карбоксиперитонеума с помощью специальных устройств создаётся аэрозоль из химиопрепарата с последующей экспозицией [12] Новая методика позволяет при меньших дозах химиопрепарата и широких возможностях к повторным процедурам уменьшить диссеминацию перитонеальных очагов, что в дальнейшем может позволить провести циторедуктивную операцию и ВБХГТП.

Цель исследования: морфологическая оценка применения аэрозольной внутрибрюшинной химиотерапии под давлением (АВХД) с использованием цисплатина при развитом карциноматозе на модели экспериментального животного.

Материалы и методы исследования

Исследование проведено на крысах линии Вистар возрастом 3-3,5 месяца с массой тела 340–400 г. Для моделирования перитонеального канцероматоза использован штамм опухоли яичника. Опухоль предварительно перевивали внутрибрюшинно 5 крысам, которые использовались в качестве доноров опухолевых клеток. На 7-й день со времени перевивки развившийся асцит перевивали от крыс-доноров здоровым крысам внутрибрюшинно. Для развития ПК животным вводили внутрибрюшинно 1×107 опухолевых клеток. Экспериментальных животных разделили на две группы. В первой группе (Гр I) заражённых животных оставляли без лечения (n = 5), животных во второй группе (Гр II) на 5-е сут после заражения лечили методом аэрозольной внутрибрюшинной химиотерапии под давлением (АВХД) цисплатином (n = 4). Перед лечением у животных брали биопсию сальника и брыжеечные лимфатические узлы для подтверждения опухолевого процесса, развитие асцита подтверждали цитологическим исследованием.

Животные в Гр I без лечения прожили от 7 суток до 14 суток. У погибших животных забирали аутопсийный материал: солидные пласты опухоли с брюшины, фрагменты брюшины, мышечную ткань передней брюшной стенки, большой и малый сальник, поджелудочную железу с парапанкреатической жировой клетчаткой, печень, почку.

Животные после лечения погибли на 30 сут (n = 3), одна крыса была выведена из эксперимента на 40 сут после лечения. У животных забирали аутопсийный материал: брыжеечные лимфатические узлы, сальник, печень, почку, поджелудочную железу, мышцы передней брюшной стенки с брюшиной. Все эксперименты in vivo выполнены в соответствии с правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных (принципы Европейской конвенции, Страсбург, 1986 г., и Хельсинкская декларация Всемирной медицинской ассоциации о гуманном обращении с животными, 1996 г.).

Биопсийный и аутопсийный материал фиксировали в 10 % нейтральном формалине на фосфатном буфере (рН 7,4) не менее 24 ч. Для получения сопоставимых результатов образцы от всех животных обрабатывали параллельно и в одинаковых условиях. После формалиновой фиксации, используя стандартную гистологическую методику со спиртами возрастающей концентрации, материал заливали в парафиновые блоки. Срезы толщиной 5 мкм готовили с помощью микротома Accu-Cut SRT 200 (Sakura, Япония), окрашивали гематоксилином и эозином. Микроскопический анализ проводили на световом микроскопе Leica DM750 (Германия) при увеличении в 100 и 400 раз. Фотосъёмку гистологических объектов выполняли, используя цифровую микрофотокамеру ICC50 (Leica, Германия).

Результаты исследования и их обсуждение

У животных Гр I в аутопсийном материале выявлены имплантированные на сальник опухолевые клетки, имеющие солидный тип роста и образующие экзофитные узлы, покрытые соединительнотканной капсулой. Отметим, что инвазии вглубь сальника не отмечается. В опухолевых узлах клетки располагаются группами, окруженными тонкими соединительнотканными прослойками (рис. 1). Опухолевые клетки имеют округлую и овальную форму с центрально или эксцентрично расположенным крупным гиперхромным ядром. Цитоплазма клеток вакуолизирована вплоть до образования перстневидных клеток. Во всех фрагментах сальника отмечается оментит с образованием грануляционной ткани с выраженной инфильтрацией лимфоцитами, моноцитами, макрофагами, тучными клетками, в меньшей степени – полиморфно-ядерными лейкоцитами. В сосудах разного калибра определяются явления сладжа и стаза. Кровоизлияний и аррозий сосудов не отмечается. В мышечной ткани передней брюшной стенки отмечается инвазивный стелющийся рост опухолевой ткани, сопровождающийся отеком, дистрофическими изменениями мышечных волокон с их незначительной воспалительной инфильтрацией. Во фрагментах брюшины отмечается плотный воспалительный инфильтрат, состоящий из лимфоцитов, макрофагов, моноцитов, на фоне выраженного отека. Мезотелиоциты набухшие, с крупным ядром. В отдельных участках отмечается примыкание к брюшине некротизированной опухолевой ткани, представленной гомогенными эозинофильными массами, содержащими отдельные опухолевые крупные клетки с вакуолизированной цитоплазмой с крупным гипер- или гипохромным ядром, а также апоптотические тельца. Среди некротических масс выявляются лимфоциты и макрофаги. В печени наблюдаются признаки дистрофии гепатоцитов, в синусоидах выявляется большое число лимфоцитов, в сосудах разного калибра – стазы и сладжи, пристеночные фибриновые тромбы. В ветвях печеночной вены определяются отдельные опухолевые клетки. В паренхиме поджелудочной железы наблюдаются признаки дистрофии, в парапанкратической жировой клетчатке встречаются небольшие фокусы некротических масс с клетками в состоянии некробиоза и диффузная выраженная инфильтрация лимфоцитами, моноцитами и небольшим количеством сегментоядерных лейкоцитов.

Таким образом, животные в Гр I, оставленные без лечения, погибли от опухолевой интоксикации на 7–14 сут эксперимента.

В исследованном биопсийном материале Гр II брыжеечные лимфатические узлы с признаками гиперплазии. На грануляционной ткани сальника располагаются некротизированные опухолевые массы (рис. 2).

Биопсийный материал подтвердил, что на 5 сут после перевивки опухоли у животных развился перитонеальный карциноматоз, и АВХД начали проводить у больных крыс. После проведения АВХД продолжительность жизни крыс составила 30 суток, и одно животное вывели из эксперимента на 40 сутки после лечения.

В аутопсийном материале леченых животных практически все фрагменты сальника имеют обычное строение со слабо выраженной воспалительной инфильтрацией, небольшим числом гемосидерофагов и с образованием отдельных мелких плотных инфильтратов, состоящих преимущественно из лимфоцитов. Встречаются участки зрелой грануляционной ткани и фиброза (рис. 3). Опухолевая ткань наблюдается в единичных случаях в виде мелких фокусов гомогенных некротических масс с дегенеративными опухолевыми клетками. Затухание воспалительного процесса также наблюдается в парапанкреатической клетчатке. В лимфатических узлах выявляются признаки неспецифической гиперплазии. Но стоит отметить, что в одном лимфатическом узле обнаружен тотальный метастаз карциномы без инвазии капсулы узла, состоящий из перстневидных клеток. В одном из фрагментов мышечной ткани передней брюшной стенки отмечается наличие опухолевых эмболов в сосудах венозного типа. В гепатоцитах выявлены признаки дистрофии, в синусоидных капиллярах диффузно располагается большое число лимфоцитов. В почке определяются признаки дистрофии эпителия извитых канальцев, в сосудах мелкого калибра наблюдаются фибриновые тромбы и стаз.

krig1a.tif а) krig1b.tif б)

Рис. 1. Сальник с узлом карциномы (указан стрелкой), окраска гематоксилином и эозином. а) ок. ×10, об. ×10; б) ок. ×10, об. ×10

krig2a.tif а) krig2b.tif б)

Рис. 2. Сальник с некрозом опухолевой ткани (указан стрелкой), окраска гематоксилином и эозином. а) ок. ×10, об. ×10; б) ок. ×10, об. ×10

krig3.tif

Рис. 3. Сальник после лечения АВХД с участками зрелой грануляционной ткани (указана стрелкой), окраска гематоксилином и эозином. Ок. ×10, об. ×10

Таким образом, проведение АВХД на 5 сутки экспериментального перитонеального канцероматоза привело к развитию частичного регресса опухолевого процесса с уменьшением объема опухолевой ткани в брюшной полости и значительному снижению активности воспалительного процесса, что в совокупности привело к увеличению продолжительности жизни лабораторных животных. Однако сохранился метастатический процесс (метастаз в лимфатический узел и опухолевые эмболы в сосудах), также вносящий вклад в опухолевую интоксикацию с развитием дистрофии паренхиматозных органов.

Работа выполнена в рамках темы государственного задания, № госрегистрации АААА-А18-118112890037-9.