Особенности микроструктуры и метаболизма слизистой оболочки толстой кишки на границе резекции у пациентов с колоректальным раком

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Актуальность. У пациентов с колоректальным раком кишечная стенка, не вовлечённая в злокачественный процесс, несмотря на гистологические признаки интактности, характеризуется нарушенными структурой и метаболизмом. Современные технологии оптического биоимиджинга позволяют объективно оценить эти изменения.

Цель. Изучить особенности метаболизма и морфологической структуры слизистой оболочки условно нормальной толстой кишки у пациентов с колоректальным раком.

Материал и методы. Объект исследования — слизистая оболочка толстой кишки у пациентов с колоректальным раком I–IV стадий. В исследование включены 59 больных. Мужчин было 33 (56%), женщин — 26 (44%); медиана возраста — 67 [61; 74] лет. В 10 случаях опухоль локализовалась в правых отделах ободочной кишки, в 9 — в поперечной ободочной кишке, в 23 — в сигмовидной кишке, в 17 — в прямой кишке. 7 образцов получено у пациентов с I стадией, 25 — со II стадией, 21 — с III стадией, 6 — с IV стадией колоректального рака. Метаболизм тканей толстой кишки со стороны слизистой оболочки изучен с помощью метода флюоресцентного время-разрешённого макроимиджинга, микроструктура — методами оптической когерентной томографии и гистологического исследования. Результаты вычисления показателя средневзвешенного времени жизни флюоресценции представлены в виде медианных значений Ме [Q1; Q3], сравнение этого показателя между группами проведено с использованием непараметрического критерия Краскела–Уоллиса.

Результаты. По данным гистологического исследования выявлены признаки прогрессирования структурных изменений с увеличением стадии колоректального рака: от условной нормы в образцах с I стадией до появления признаков хронического колита, атрофии и эрозий слизистой оболочки в образцах со II, III и IV стадиями. Визуальный анализ оптических когерентных томограмм, полученных от образцов толстой кишки, показал высокую степень согласованности с гистологическими данными: коэффициент корреляции Спирмена составил r=0,96. По данным флюоресцентного время-разрешённого макроимиджинга статистически значимые различия (р=0,027) по средневзвешенному времени жизни флюоресценции выявлены между IV и II стадиями колоректального рака: значения составили 1,6 [1,4; 1,8] нс и 1,3 [1,1; 1,4] нс соответственно, что свидетельствует об интенсификации процесса гликолиза в тканях слизистой оболочки толстой кишки при IV стадии колоректального рака. Предположительно выявленные изменения станут патофизиологической и анатомической основой послеоперационных осложнений. В клинической онкологии полученные данные целесообразно использовать для оптимизации объёма резекции кишки и алгоритмов послеоперационной терапии.

Вывод. Длительное опухоленосительство и прогрессирование колоректального рака (инвазия и метастазирование) ассоциированы с нарастающей частотой атрофии/эрозиями слизистой оболочки, признаки которых определяются и посредством оптической когерентной томографии, и при гистологическом исследовании.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Максим Владимирович Багрянцев

Нижегородская областная клиническая больница им. Н.А. Семашко

Автор, ответственный за переписку.
Email: maks-bagryancev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2230-9431

канд. мед. наук, врач-хирург, колопроктолог, Областной центр колопроктологии

Россия, г. Нижний Новгород

Александр Исакович Абелевич

Приволжский исследовательский медицинский университет

Email: aabelevich@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6015-4974

докт. мед. наук, проф., каф. общей, оперативной хирургии и топографической анатомии

Россия, г. Нижний Новгород

Илья Львович Дезорцев

Нижегородская областная клиническая больница им. Н.А. Семашко

Email: dezortsev-il@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3855-8686

канд. мед. наук, зав. отд., отд. колопроктологии, отд. абдоминальной онкологии

Россия, г. Нижний Новгород

Владислав Игоревич Щеславский

Приволжский исследовательский медицинский университет

Email: vis@becker-hickl.de
ORCID iD: 0000-0003-3253-8211

канд. физ.-мат. наук, зав. лаб., лаб. оптической спектроскопии и микроскопии, НИИ экспериментальной онкологии и биомедицинских технологий

Россия, г. Нижний Новгород

Елена Борисовна Киселева

Приволжский исследовательский медицинский университет

Email: kiseleva84@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4769-417X

канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник, лаб. оптической когерентной томографии, НИИ экспериментальной онкологии и биомедицинских технологий

Россия, г. Нижний Новгород

Список литературы

  1. Клинические рекомендации по лечению рака прямой кишки (2022). https://cr.minzdrav.gov.ru/schema/554_3 (дата обращения: 02.10.2023).
  2. Клинические рекомендации по лечению рака ободочной кишки (2022). https://cr.minzdrav.gov.ru/schema/396_3 (дата обращения: 02.10.2023).
  3. Pallan A, Dedelaite M, Mirajkar N, Newman PA, Plowright J, Ashraf S. Postoperative complications of colorectal cancer. Clin Radiol. 2021;76(12):896–907. doi: 10.1016/j.crad.2021.06.002.
  4. Карачун А.М., Самсонов Д.В. Брюшно-промежностная экстирпация или предельно низкая резекция прямой кишки: выбор врача или пациента? Журнал Неотложная хирургия им. И.И. Джанелидзе. 2022;(3):51–55. doi: 10.54866/27129632_2022_3_50.
  5. Царьков П.В., Ефетов С.К., Зубайраева А.А., Пузаков К.В., Оганян Н.В. Роль хирурга в определении анатомии нижней брыжеечной артерии по данным компьютерной томографии при лечении колоректального рака. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2022;(9):40–49. doi: 10.17116/hirurgia202209140.
  6. Verkuijl SJ, Furnée EJB, Kelder W, Hoff C, Hess DA, Wit F, Zijlstra RJ, Trzpis M, Broens PMA. Long-term bowel dysfunction and decline in quality of life following surgery for colon cancer: Call for personalized screening and treatment. Dis Colon Rectum. 2022;65(12):1531–1541. doi: 10.1097/DCR.0000000000002377.
  7. Van Rooijen S, Carli F, Dalton S, Thomas G, Bojesen R, Le Guen M, Barizien N, Awasthi R, Minnella E, Beijer S, Martínez-Palli G, van Lieshout R, Gögenur I, Feo C, Johansen C, Scheede-Bergdahl C, Roumen R, Schep G, Slooter G. Multimodal prehabilitation in colorectal cancer patients to improve functional capacity and reduce postoperative complications: The first international randomized controlled trial for multimodal prehabilitation. BMC Cancer. 2019;19(1):98. doi: 10.1186/s12885-018-5232-6.
  8. Lawrence VA, Hazuda HP, Cornell JE, Pederson T, Bradshaw PT, Mulrow CD, Page CP. Functional independence after major abdominal surgery in the elderly. J Am Coll Surg. 2004;199:762–772. doi: 10.1016/j.jamcollsurg.2004.05.280.
  9. Yde J, Larsen HM, Laurberg S, Krogh K, Moeller HB. Chronic diarrhoea following surgery for colon cancer-frequency, causes and treatment options. Int J Colorectal Dis. 2018;33(6):683–694. doi: 10.1007/s00384-018-2993-y.
  10. Hope C, Reilly J, Lund J, Andreyev H. Systematic review: the effect of right hemicolectomy for cancer on postoperative bowel function. Support Care Cancer. 2020;28(10):4549–4559. doi: 10.1007/s00520-020-05519-5.
  11. Bertelsen CA, Elfeki H, Neuenschwander AU, Laurberg S, Kristensen B, Emmertsen KJ. The risk of long-term bowel dysfunction after resection for sigmoid adenocarcinoma: A cross-sectional survey comparing complete mesocolic excision with conventional surgery. Colorectal Dis. 2018;20(9):O256–O266. doi: 10.1111/codi.14318.
  12. Larsen HM, Borre M, Christensen P, Mohr Drewes A, Laurberg S, Krogh K, Fassov J. Clinical evaluation and treatment of chronic bowel symptoms following cancer in the colon and pelvic organs. Acta Oncol. 2019;58(5):776–781. doi: 10.1080/0284186X.2018.1562211.
  13. Datta R, Gillette A, Stefely M, Skala MC. Recent innovations in fluorescence lifetime imaging microscopy for biology and medicine. J Biomed Opt. 2021;26(7):070603. doi: 10.1117/1.JBO.26.7.070603.
  14. Wang Y, Liu S, Lou S, Zhang W, Cai H, Chen X. Application of optical coherence tomography in clinical diagnosis. J Xray Sci Technol. 2019;27(6):995–1006. doi: 10.3233/XST-190559.
  15. Lukina M, Shimolina L, Kiselev N, Zagainov V, Komarov D, Zagaynova E, Shirmanova M. Interrogation of tumor metabolism in tissue samples ex vivo using fluorescence lifetime imaging of NAD(P)H. Methods Appl Fluoresc. 2019;8(1):014002. doi: 10.1088/2050-6120/ab4ed8.
  16. Shcheslavskiy VI, Shirmanova MV, Dudenkova VV, Lukyanov KA, Gavrina AI, Shumilova AV, Zagaynova E, Becker W. Fluorescence time-resolved macroimaging. Opt Lett. 2018;43(13):3152–3155. doi: 10.1364/OL.43.003152.
  17. Gelikonov VM, Romashov VN, Shabanov DV, Ksenofontov SYu, Terpelov DA, Shilyagin PA. Cross-polarization optical coherence tomography with active maintenance of the circular polarization of a sounding wave in a common path system. Radiophys Quant El. 2018;60:897–911. doi: 10.1007/s11141-018-9856-9.
  18. Yang Y, Li XJ, Li P, Guo XT. MicroRNA-145 regulates the proliferation, migration and invasion of human primary colon adenocarcinoma cells by targeting MAPK1. Int J Mol Med. 2018;42(6):3171–3180. doi: 10.3892/ijmm.2018.3904.
  19. Garrett WS. The gut microbiota and colon cancer. Science. 2019;364(6446):1133–1135. doi: 10.1126/science.aaw2367.
  20. Jiang C, Liu Y, Wen S, Xu C, Gu L. In silico development and clinical validation of novel 8 gene signature based on lipid metabolism related genes in colon adenocarcinoma. Pharmacol Res. 2021;169:105644. doi: 10.1016/j.phrs.2021.105644.
  21. Miao Y, Wang J, Ma X, Yang Y, Mi D. Identification prognosis-associated immune genes in colon adenocarcinoma. Biosci Rep. 2020;40(11):BSR20201734. doi: 10.1042/BSR20201734.
  22. Багрянцев М.В., Рябков М.Г., Самойленко В.М., Базаев А.В., Дезорцев И.Л., Бунова С.С., Батанов М.А., Киселева Е.Б. Эпигенетические маркёры колоректального рака: анализ данных о клиническом применении. Вестник экспериментальной и клинической хирургии. 2021;14(4):316–324. doi: 10.18499/2070-478X-2021-14-4-316-324.
  23. Поповская Т.Н., Жуков В.И., Перепадя С.В. Нарушения белкового и углеводного обмена у больных со злокачественными опухолями кишечника. Міжнародний медичний журнал. 2018;24(1):60–63.
  24. Briet F, Twomey C, Jeejeebhoy KN. Effect of malnutrition and short-term refeeding on peripheral blood mononuclear cell mitochondrial complex I activity in humans. Am J Clin Nutr. 2003;77(5):1304–1311. doi: 10.1093/ajcn/77.5.1304.
  25. Deng F, Zhou R, Lin C, Yang S, Wang H, Li W, Zheng K, Lin W, Li X, Yao X, Pan M, Zhao L. Tumor-secreted dickkopf2 accelerates aerobic glycolysis and promotes angiogenesis in colorectal cancer. Theranostics. 2019;9(4):1001–1014. doi: 10.7150/thno.30056.
  26. Yde J, Larsen HM, Laurberg S, Krogh K, Moeller HB. Chronic diarrhoea following surgery for colon cancer-frequency, causes and treatment options. Int J Colorectal Dis. 2018;33(6):683–694. doi: 10.1007/s00384-018-2993-y.
  27. Larsen HM, Borre M, Christensen P, Mohr Drewes A, Laurberg S, Krogh K, Fassov J. Clinical evaluation and treatment of chronic bowel symptoms following cancer in the colon and pelvic organs. Acta Oncol. 2019;58(5):776–781. doi: 10.1080/0284186X.2018.1562211.
  28. Izosimova AV, Shirmanova MV, Shcheslavskiy VI, Sachkova DA, Mozherov AM, Sharonov GV, Zagaynova EV, Yuzhakova DV. FLIM of NAD(P)H in lymphatic nodes resolves T-cell immune response to the tumor. Int J Mol Sci. 2022;23(24):15829. doi: 10.3390/ijms232415829.
  29. Kiseleva E, Ryabkov M, Baleev M, Bederina E, Shilyagin P, Moiseev A, Beschastnov V, Romanov I, Gelikonov G, Gladkova N. Prospects of intraoperative multimodal OCT application in patients with acute mesenteric ischemia. Diagnostics. 2021;11(4):705. doi: 10.3390/diagnostics11040705.
  30. Volz P, Schilrreff P, Brodwolf R, Wolff C, Stellmacher J, Balke J, Morilla MJ, Zoschke C, Schäfer-Korting M, Alexiev U. Pitfalls in using fluorescence tagging of nanomaterials: Tecto-dendrimers in skin tissue as investigated by Cluster-FLIM. Ann NY Acad Sci. 2017;1405(1):202–214. doi: 10.1111/nyas.13473.
  31. Jabbour JM, Cheng S, Malik BH, Cuenca R, Jo JA, Wright J, Cheng Y-SL, Maitland KC. Fluorescence lifetime imaging and reflectance confocal microscopy for multiscale imaging of oral precancer. J Biomed Opt. 2013;18(4):046012. doi: 10.1117/1.JBO.18.4.046012.
  32. Dravid UA, Mazumder N. Types of advanced optical microscopy techniques for breast cancer research: A review. Lasers Med Sci. 2018;33(9):1849–1858. doi: 10.1007/s10103-018-2659-6.
  33. Ouyang Y, Liu Y, Wang ZM, Liu Z, Wu M. FLIM as a promising tool for cancer diagnosis and treatment monitoring. Nanomicro Lett. 2021;13(1):133. doi: 10.1007/s40820-021-00653-z.
  34. Alfonso-Garcia A, Cevallos SA, Lee JY, Li C, Bec J, Bäumler AJ, Marcu L. Assessment of murine colon inflammation using intraluminal fluorescence lifetime imaging. Molecules. 2022;27(4):1317. doi: 10.3390/molecules27041317.
  35. Rück A, Hauser C, Mosch S, Kalinina S. Spectrally resolved fluorescence lifetime imaging to investigate cell metabolism in malignant and nonmalignant oral mucosa cells. J Biomed Opt. 2014;19(9):96005. doi: 10.1117/1.JBO.19.9.096005.
  36. Liu Z, Pouli D, Alonzo CA, Varone A, Karaliota S, Quinn KP, Münger K, Karalis KP, Georgakoudi I. Mapping metabolic changes by noninvasive, multiparametric, highresolution imaging using endogenous contrast. Sci Adv. 2018;4(3):eaap9302. doi: 10.1126/sciadv.aap9302.
  37. Nam HS, Kang WJ, Lee MW, Song JW, Kim JW, Oh WY, Yoo H. Multispectral analog-mean-delay fluorescence lifetime imaging combined with optical coherence tomography. Biomed Opt Express. 2018;9(4):1930–1947. doi: 10.1364/BOE.9.001930.
  38. Shirmanova MV, Shcheslavskiy VI, Lukina MM, Becker W, Zagaynova EV. Exploring tumor metabolism with time-resolved fluorescence methods: from single cells to a whole tumor. In: Multimodal optical diagnostics of cancer. Tuchin V, Popp J, Zakharov V, editors. Cham: Springer; 2020. p. 133–155.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Гистологическая картина слизистой оболочки толстой кишки на границе резекции при КРР I (а1, б1), II (а2, б2, в1), III (а3, б3, в2) и IV (а4, б4, в3) стадий. С увеличением стадии прослеживается нарастание признаков повреждения тканей слизистой и подслизистой оболочек

Скачать (191KB)
Метаданные
3. Рис. 2. ОКТ-изображения, полученные при контактном исследовании образцов толстой кишки пациентов со стороны слизистой оболочки в исследуемых группах. Представлены типичные кросс-секционные ОКТ-изображения образцов толстой кишки, взятых на границе резекции, с гистологически подтверждённой нормой (без воспаления) (а), с воспалительным процессом в слизистой и подслизистой оболочках кишечной стенки (б, в) и эрозией (г) для колоректального рака I (а), II (б), III (в) и IV (г) стадий соответственно. Белые стрелки указывают на лимфатические сосуды в подслизистом слое, жёлтые пунктирные стрелки — на область межтканевого отёка на границе подслизистого и мышечного слоёв. Скобкой синего цвета обозначена слизистая оболочка, скобкой красного цвета — подслизистая оболочка. ОКТ — оптическая когерентная томография

Скачать (218KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Результаты исследования тканей слизистой оболочки образцов толстой кишки у пациентов с различными стадиями колоректального рака (КРР), взятых на границах резекции, методом макро-FLIM; а, б, в, г — макро-FLIM-изображения, средневзвешенное времени жизни флюоресценции НАДФН (τm) в группах исследования; д — диаграмма количественного анализа параметра τm в группах исследования. FLIM — флюоресцентный время-разрешённый имиджинг. НАДФН — никотинамидадениндинуклеотидфосфат (восстановленная форма)

Скачать (122KB)
Метаданные

© 2024 Эко-Вектор


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 75008 от 01.02.2019.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах