V Форум по профилактике неинфекционных заболеваний и формированию здорового образа

реклама
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 (Iac4)
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)
Скачать