Реферат
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ХАРАКТЕРИСТИКА РАКА ЯИЧНИКОВ 9
1.1 Эпидемиология рака яичников 9
1.2 Этиология рака яичников 13
1.3 Патогенез рака яичников 16
1.4 Диагностика рака яичников 18
1.5 Роль экзосом в диагностике рака 19
1.6 Основные результаты и выводы по разделу 1 22
2 ОБЗОР МЕТОДОВ ВИЗУАЛИЗАЦИИ И АНАЛИЗА ЭКЗОСОМ 25
2.1 Анализ траектории наночастиц 26
2.2 Динамическое рассеяние света 29
2.3 Стохастическая оптическая микроскопия 32
2.4 Основные результаты и выводы по разделу 2 46
3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ ЭКЗОСОМ 50
3.1 Теоретические основы джоульметрического метода 50
3.2 Теоретическое описание разработанной методики 54
3.3 Описание этапов ранней диагностики рака яичников 56
3.4 Основные результаты и выводы по разделу 3 67
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ДЖОУЛЬМЕТРИЧЕСКОГО
АНАЛИЗАТОРА ЭКЗОСОМ 68
4.1 Результаты экспериметального исследования экзосом пациентов с раком
яичников 68
4.2 Результаты экспериментального исследования работоспособности
анализатора экзосом на основе джоульметрического метода 71
4.3 Основные результаты и выводы по разделу 4 80
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 82
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 83
Опухоли яичников встречаются в любом возрасте, но преимущест - венно после 40 лет. Превалируют доброкачественные формы (75-80%). Злокачественные опухоли встречаются в 20-25% случаев. В климактерическом пе - риоде эти цифры возрастают до 50%. Ежегодно в мире регистрируется 165 тыс. новых случаев злокачественных новообразований яичников и 101 тыс. смертей от него. Этот рак является одной из основных причин смерти от злокаче - ственных новообразований женских репродуктивных органов. Рак яичников составляет 4 % от всех диагностированных раков, и 5 % от всей смертности от рака у женщин [1 ].
В большинстве индустриальных стран мира РЯ также является самой час - той причиной смерти среди всех гинекологических опухолей, что связано с поздней диагностикой. Ранняя диагностика РЯ остается важной задачей в он - кологинекологии, и усилия ученых всего мира в течение ряда десятилетий на - правлены на ее решение. Однако, несмотря на это, выживаемость больных с данной патологией остается на низком уровне. Основные причины недоста- точной эффективности лечения больных РЯ кроются в запущенности опухолевого процесса к началу лечения в связи с отсутствием полноценных диагно - стических методик распознавания РЯ на начальных этапах его возникновения [2].
Механизмы образования и развития онкологических заболеваний на протяжении многих лет изучались и продолжают изучаться учёными всего мира. Сегодня исследователи Онкологического центра Андерсена при Техасском университете установили, что немаловажную роль в развитии рака играют экзосомы.
В настоящее время рядом исследований показано, что биохимический состав экзосом, выделенных из плазмы или мочи больных РЯ, отличается от состава экзосом здоровых доноров. Однако внедрение новой методики в клиническую практику задерживается из-за отсутствия стандартного способа анализа экзосом.
Эта технологическая проблема активно обсуждается в современной литературе [3]. В основе существующих методов лежат предположения о специфических характеристиках физической плотности, нано-размерности или наличии специфических белковых маркеров на поверхности экзосом. Существование принципиально различных подходов свидетельствует об отсутствии оптимального метода. Так, основной проблемой является гетерогенность популяции экзосом в составе любой биологической жидкости в плане как физических так и биохимических характеристик [2, 4].
Кроме того, любая биологическая жидкость, в том числе и моча, содержит комплексы молекул или субклеточных образований, которые могут иметь физические или биохимические характеристики, аналогичные экзосомальным.
Проведен анализ иностранной литературы по нозологии рака яичников. Рак яичников является одним из самых распространенных заболеваний в развитых странах и занимает третье место по распространенности.
Проведен сравнительный анализ методов анализа экзосом.. Большинство существующих методов оценки экзосом имеют существенные недостатки, которые затрудняют их применение в клинической практике. Джоульметрия в отличие от других методов контроля биологических объектов эффективна и проста в реализации.
Разработана методика получения и обработки джоульметрического сигнала для оценки состояния экзосом по таким параметрам, как работа, размер, концентрация.
Проведено экспериментальное исследование на базе Университетской клиники города Фрайбург. Исследовались 3 пассажа клеток с РЯ. А именно, были извлечены и проанализированы экзосомы данных образцов. По результатам исследования, приходим к заключению, что при онкопроцессе коррелируют такие показатели как: концентрация, размер экзосом, потенциал.
Проведено экспериментальное исследование на базе кафедры «Медицинская кибернетика и информатика» Пензенского государственного университета Медицинского института. Осуществлялась проверка работоспособности джоульметрического анализатора и отработка разработанной методики на хлореллах. А так же выведена зависимость работы от разности потенциалов, в следствие чего, определено 3 показателя для идентификации опухолевых экзосом: работа, размер, концентрация.
По результатам исследования, приходим к заключению, что джоульметрический метод применим для ранней диагностики рака яичников.
Результаты в полной мере соответствуют поставленным задачам дипломной работы. Перспективами применения разработанноой методики является создание джоульметрического прибора, позволяющего автоматизированно осуществлять дифференциальную диагностику рака яичников и других онкопатологий.
1. Channa NA, Khand FD, Khand TU, Leghari MH, Memon AN. Analysis of human gallstone by fourier transform infrared (FTIR) Pak J Med Sci. 2007; 23: 54650;
2. Bouchier TA. Gallstones. Proc R Soc Med. 1977; 70: 597-9. [PMC free article];
3. Berci G. Historical overview of surgical treatment of biliary stone disease. In: MacFadyen BV, Arregui M, Eubanks S, Olsen DO, Peters JH, Soper NJ, et al., editors. Laparoscopic Surgery of the Abdomen. New York: Springer; 2004. pp. 13942;
4. Gordon-Taylor G. On gallstones and their sufferers. Br J Surg. 1937; 25: 241-51;
5. Hadidy S, Turki J, Misri HT. Cholelithiasis in the Syrian population. A prospective study of 189 patients. Am J Surg. 1987; 153: 392-3;
6. Sampliner RE, Bennett PH, Comess LJ, Rose FA, Burch TA. Gallbladder disease in pima indians. Demonstration of high prevalence and early onset by cholecystography. N Engl J Med. 1970; 283: 1358-64;
7. Acalovschi M. Cholesterol gallstones: From epidemiology to prevention. Postgrad Med J. 2001; 77: 221-9. [PMC free article];
8 7. Kesimer M., Gupta R. Physical characterization and profiling of airway epithelial derived exosomes using light scattering //Methods. - 2015. - 87. - Р. 5963.
8. Zhang W., Peng P., Kuang Y. et al. Characterization of exosomes derived from ovarian cancer cells and normal ovarian epithelial cells by nanoparticle tracking analysis. Tumour biology // the journal of the International Society for Oncodevelopmental Biology and Medicine - 2015.
9. Rieu S, Geminard C, Rabesandratana H, et al. Exosomes released during reticulocyte maturation bind to fibronectin via integrin alpha4beta1. Eur J. Biochem. 2000;267(2):583-590. 10.1046/j.1432-1327.2000.01036.x.
10. Morelli AE, Larregina AT, Shufesky WJ, et al. Endocytosis, intracellular sorting, and processing of exosomes by dendritic cells. Blood. 2004;104(10):3257- 3266. doi: 10.1182/blood-2004-03-0824.
11. Григорьева А.Е., Тамкович С.Н., Еремина А.В., и др. Экзосомы
слезной жидкости здоровых людей: выделение, идентификация и
характеризация // Биомедицинская химия. — 2016 — Т.62. — №1 — С. 99-106.
12. Raposo G, Nijman HW, Stoorvogel W, et al. B lymphocytes secrete
antigen-presenting vesicles. J Exp Med. 1996;183(3):1161-1172. doi:
10.1084/jem.183.3.1161.
13. Lai, R. C., R. W. Yeo, et al. (2012). "Exosomes for drug delivery - a novel application for the mesenchymal stem cell." Biotechnol Adv.
14. Ramachandran, S. and V. Palanisamy (2012). "Horizontal transfer of RNAs: exosomes as mediators of intercellular communication." Wiley Interdiscip Rev RNA 3(2): 286-293.
15. Savina A, Furlan M, Vidal M, Colombo MI. Exosome release is regulated by a calcium-dependent mechanism in K562 cells. J Biol Chem. 2003;278(22):20083-20090. doi: 10.1074/jbc.M301642200....85