Клеточные механизмы, изучение поведения клеток

Май 2011

Данные о клеточной гибели в солидных опухолях на разных стадиях роста весьма ограничены. De Wys (1972а) показал, что в карциноме Люиса чувствительность к циклофосфамиду резко падает по мере роста, как в первичных опухолях, так и в метастазах. В солидной мастоцитоме чувствительность к бисрхлорэтилнитрозомочевине на ранних стадиях роста выше, чем на поздних, хотя в культуре и асцитной опухоли те же авторы получили противоположные результаты (Hagemann е. а., 1973). Поскольку число клеток в фазе G0. обычно увеличивается по мере роста опухоли, эти данные говорят в пользу резистентности клеток в фазе G0 к алкилирующим соединениям. Хорошо известно, что чем больше размер солидной опухоли, тем меньше эффект химиотерапии, в том числе и при лечении производными нитрозомочевины (Skipper, 1973). Однако следует учитывать, что повышенная резистентность солидных опухолей на поздних стадиях роста может быть связана не только с резистентностью клеток в фазе G0, но также и с действием других факторов, например со снижением проникновения препарата в опухоль в результате ухудшения кровоснабжения. Таким образом, вопрос о чувствительности клеток в фазе покоя к химиотерапевтическим препаратам нуждается в дальнейшем изучении. В настоящее время не ясно, в какой степени клетки в стационарных культурах моделируют состояние Go в опухолях in vivo, и не доказано, что снижение пролиферативного пула является единственным фактором, повышающим резистентность больших солидных опухолей.

Таким образом, клетки в стационарных культурах при сравнении с теми же культурами в период активного роста характеризуются, как правило, повышенной чувствительностью к бис3хлорэтилнитрозомочевине и блеомицину. При анализе этих данных возникает важный вопрос: насколько стационарная культура моделирует состояние покоя Go в опухолях in vivo. В связи с решением этого вопроса необходимо учитывать методические особенности определения выжившей фракции в стационарной культуре. После воздействия препарата на стационарную культуру клетки сразу переносят в новую среду для роста колоний, т. е. в этих клетках индуцируется активная пролиферация. Очевидно, в отличие от этого при действии препаратов на клетки в фазе покоя in vivo покоящееся состояние клеток сохраняется значительно дольше. Поэтому время, необходимое для репарации ДНК, в клетках стационарных культур искусственно сокращается. Также могут различаться механизмы торможения пролиферации in vitro и in vivo. Прекращение пролиферации в культуре клеток может быть связано с истощением одного или нескольких метаболитов, с контактным торможением клеток или с накоплением ингибиторов, а в солидных опухолях in vivo основным фактором, вызывающим уменьшение пролиферативного пула, является гипоксия (О. С. Франкфурт, 1975а). Очевидно, стационарные культуры в большей степени моделируют замедление пролиферации в асцитных, чем в солидных опухолях. Действительно, Hagemann с соавторами (1973) показали, что асцитная мастоцитома в ста 80 ционарной фазе значительно более чувствительна к бис3хлорэтилнитрозомочевине, чем в период активного роста. При этом так же, как и в культуре, стационарная фаза роста характеризовалась отсутствием плеча в кривой дозаэффект и меньшей величиной Do.

Hahn с соавторами (1974) показали, что клетки стационарной культуры значительно более чувствительны к бис3хлорэтилнитрозомочевине, чем клетки растущей культуры, если препарат добавляют к среде с сывороткой. При действии препарата в солевом растворе различие в чувствительности было значительно меньше. Добавление к культуре в стационарной фазе среды из растущей культуры снижало чувствительность, а добавление к растущей культуре среды из стационарной культуры повышало чувствительность. Это показывает, что состав среды является одним из факторов, определяющих сравнительную чувствительность культур двух типов.

В последующем Twentyman и Bleehen (1975) показали, что в ранней фазе плато (индекс метки 25) чувствительность клеток ниже, а в поздней фазе плато (клетки не размножаются) чувствительность больше, чем в фазе активного роста. Таким образом, по чувствительности к блеомицину фаза плато имеет два различных периода, что, возможно, объясняет отличие в результатах, полученных в разных лабораториях.
Чувствительность культуры опухоли ЕМТ6 в логарифмической и стационарной фазах роста к бис3хлорэтилнитрозомочевине в низких дозах была одинакова, но при увеличении дозы в стационарной культуре погибало в 10 раз больше клеток (Twentyman, Bleehen, 1973). Таким образом, по данным четырех групп исследователей, культура в стационарной фазе роста значительно более чувствительна к >бис)3хлорэтилнитрозомочевине, чем культура в логарифмической фазе роста.

Twentyman и Bleehen (1973) детально исследовали зависимость чувствительности к бис3хлорэтилнитрозомочевине к блеомицину от фазы роста на модели культуры клеток саркомы ЕМТ6 мышей. В стационарной культуре 70 клеток находились в фазе Gi и индекс метки составлял 26 при 52 в активно растущей культуре. Зависимость выжившей фракции от дозы при действии «блеомицина в течение 2 ч на культуру в логарифмической фазе роста была двухфазной. В чувствительной субпопуляции (80 клеток) D0 составляла 10 мкг/мл, что в 2′/г раза меньше, чем в резистентной субпопуляции. В стационарной культуре Do составляла 42 мкг/мл, т. е. была значительно больше, чем D0, для наиболее резистентных клеток в активно растущей культуре. При действии блеомицина в течение 24 ч D0 в стационарной культуре была в 3 раза больше. Определение зависимости гибели клеток от времени действия блеомицина показало, что выжившая фракция уменьшается в 2 раза в активно растущей культуре каждые 2, 8 ч, а в стационарной каждые 17 ч. Таким образом, по данным Twentyman и Bleehen (1973), стационарная культура характеризуется пониженной чувствительностью к блеомицину. Этот вывод отличается от результатов работ Barranco с соавторами (1973в) и Hahn с соавторами (1973), в которых показана повышенная чувствительность к блеомицину в стационарной фазе.