Изучение радиосенсибилизирующего действия аскорбата лития при нейтронном и фотонном облучении опухолевых клеток

Введение. Радиорезистентность раковых клеток серьезная проблема при лучевой терапии опухолевых заболеваний. Радиосенсибилизирующие препараты делают злокачественные клетки более чувствительными к излучению и повышают эффективность лучевой терапии, однако их широкое клиническое применение ограничено существенными побочными эффектами. Разработка и изучение новых радиосенсибилизаторов представляется актуальной задачей современной фармакологии.

Цель. Целью данной работы было изучение эффективности аскорбата лития в качестве радиосенсибилизатора при воздействии фотонного и нейтронного излучения в широком диапазоне доз.

Материалы и методы. Оценка биологического действия выполнялась на опухолевой линии аденокарциномы рака предстательной железы PC-3. В качестве генераторов ионизирующего излучения использовался циклотрон для получения нейтронного потока и источник кобальт-60 для получения гамма-излучения.

Результаты и обсуждение. Доказано усиление цитотоксического эффекта при сочетанном применении разных видов ионизирующих излучений и аскорбата лития. Выявлена устойчивость лини рака предстательной железы к гамма-излучению в поглощенной дозе 0,5–3,0 Гр. Показано, что опухолевые клетки рака предстательной железы более чувствительны к воздействию исследуемого препарата в минимальных концентрациях в сочетании с нейтронным облучением в сравнении с гамма-излучением в одинаковой поглощенной дозе. Основной механизм радиосенсибилизирующего действия аскорбата лития заключается в локальной индукции окислительного стресса, синергетически усиливающий действие ионизирующего излучения.

Заключение. Сочетание аскорбата лития с нейтронным излучением приводит к более выраженному результирующему цитотоксическому эффекту. Повышение концентрации аскорбата лития приводило к нарастанию прооксидатного эффекта с усилением повреждающего действия на клетки.

1. Gong L., Zhang Y., Liu C., Zhang M., Han S. Application of Radiosensitizers in Cancer Radiotherapy. Internatiomal Journal of Nanomedicine. 2021;16:1083–1102. DOI: 10.2147/ijn.s290438.

2. Pfeffer C. M., Singh A. T. K. Apoptosis: A Target for Anticancer Therapy. Internatiomal Journail of Molecular Sciences. 2018;19(2):448. DOI: 10.3390/ijms19020448.

3. Greenberg D. B., Younger J., Kaufman S. D. Management of lithium in patients with cancer. Psychosomatics. 1993;34(5):388–394. DOI: 10.1016/s0033-3182(93)71841-1.

4. Forlenza O. V., De-Paula V. J. R., Diniz B. S. O. Neuroprotective effects of lithium: implications for the treatment of Alzheimer’s disease and related neurodegenerative disorders. ACS Chemical Neuroscience. 2014;5(6):443–450. DOI: 10.1021/cn5000309.

5. Duffy D. J., Krstic A., Schwarzl T., Higgins D. G., Kolch W. GSK3 inhibitors regulate MYCN mRNA levels and reduce neuroblastoma cell viability through multiple mechanisms, including p53 and Wnt signaling. Molecular Cancer Therapeutics. 2014;13(2):454–467. DOI: 10.1158/1535-7163.mct-13-0560-t.

6. Plotnikov E. V., Korotkova E. I., Voronova O. A., Dorozhko E. V., Bohan N. A., Plotnikov S. Lithium-based antioxidants: electrochemical properties and influence on immune cells. Physiology and Pharmacology. 2015;19(2):107–113.

7. Cameron E., Pauling L. Supplemental ascorbate in the supportive treatment of cancer: Prolongation of survival times in terminal human cancer. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1976;73(10):3685–3689. DOI: 10.1073/pnas.73.10.3685.

8. Chen Q., Espey M. G., Sun A. Y., Pooput C., Kirk K. L., Krishna M. C., Khosh D. B., Drisko J., Levine M. Pharmacologic doses of ascorbate act as a prooxidant and decrease growth of aggressive tumor xenografts in mice. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2008;105(32):11105–11109. DOI: 10.1073/pnas.0804226105.

9. Baiocco G., Barbieri S., Babini G., Morini J., Alloni D., Friedland W., Kundrát P., Schmitt E., Puchalska M., Sihver L., Ottolenghi A. The origin of neutron biological effectiveness as a function of energy. Scientific Reports. 2016;6(1):34033. DOI: 10.1038/srep34033.