Патоморфологическое исследование фототоксичности генетически-кодируемого фотосенсибилизатора KillerRed на опухолях животных
Изучение фототоксических эффектов KillerRed в экспериментальных опухолях позволяет понять механизмы действия генетически-кодируемых фотосенсибилизаторов и выбрать направления развития метода фотодинамической терапии (ФДТ).
Цель исследования — изучение патоморфологических особенностей действия белка KillerRed на опухоли животных при режимах лазерного воздействия, близких к используемым при фотодинамической терапии с химически синтезированными фотосенсибилизаторами.
Материалы и методы. Работа выполнена на иммунодефицитных мышах nude с привитой подкожно опухолью HeLa (рак шейки матки человека). Опухолевые клетки стабильно экспрессировали генетически-кодируемый фотосенсибилизатор KillerRed в хроматине (KillerRed-Н2B). Контролем служили опухоли HeLa без KillerRed. Наблюдение за ростом опухолей и изменением интенсивности флюоресценции в процессе облучения проводили in vivo методом поверхностного флюоресцентного имиджинга на установке IVIS-Spectrum (Caliper Life Sciences, США). Лазерное облучение опухолей выполняли на длине волны 593 нм при плотности энергии 180 Дж/см2 троекратно через день. Через 24 ч опухоли исследовались с помощью конфокальной флюоресцентной микроскопии и подвергались гистологическому анализу.
Результаты. Методами флюоресцентного имиджинга in vivo и ex vivo после лазерного облучения опухолей обнаружено выгорание белка KillerRed, что являлось критерием правильно подобранного режима воздействия и свидетельствовало о протекании фотодинамической реакции. В остром периоде после облучения в опухолях, экспрессирующих KillerRed, выявлены признаки деструкции ткани. Наряду с умеренными, обратимыми дистрофическими изменениями, такими как увеличение или уменьшение размеров клеток и вакуолизация цитоплазмы, в большинстве клеток обнаружены необратимые признаки повреждения — нарушение целостности клеточных и ядерных оболочек.
Выполненное исследование впервые показывает принципиальную возможность фотоповреждения опухоли с помощью фототоксичного белка KillerRed при лазерном воздействии в режиме фотодинамической терапии.
