Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54479 МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ MEDICAL BIOPHYSICS AND BIOPHYSICAL CHEMISTRY МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ SPONTANEOUS AND INDUCED DNA DAMAGE IN BLOOD LEUKOCYTES OF RATS WITH RA KIDNEY CARCINOMA UNDER OZONE-PHOTODYNAMIC TREATMENT СПОНТАННЫЕ И ИНДУЦИРОВАННЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ ДНК В ЛЕЙКОЦИТАХ КРОВИ КРЫС С КАРЦИНОМОЙ ПОЧКИ РА ПРИ ОЗОНО-ФОТОДИНАМИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ Щербатюк Т Г Shcherbatyuk T G ozone_stg@mail.ru Чернигина И А Chernigina I A Плеханова Е С Plekhanova E S Гапеев А Б Gapeyev A B Пущинский государственный естественно-научный институт; Приволжский исследовательский медицинский университет Министерства здравоохранения РФ ru Pushchino State Institute of Natural Science; Privolzhsky Research Medical University» of the Ministry of Health of the Russian Federation ru Приволжский исследовательский медицинский университет Министерства здравоохранения РФ ru Privolzhsky Research Medical University» of the Ministry of Health of the Russian Federation ru Приволжский исследовательский медицинский университет Министерства здравоохранения РФ ru Privolzhsky Research Medical University» of the Ministry of Health of the Russian Federation ru Институт биофизики клетки РАН - обособленное подразделение ФГБУН «ФИЦ «Пущинский научный центр биологических исследований РАН» ru Institute of Cell Biophysics of the Russian Academy of Sciences ru 25 12 2019 25 12 2019 4 4 564 569 20 12 2019 20 12 2019 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54479/view

С использованием карциномы почки крыс РА в качестве модели экспериментальной неоплазии исследовали действие озонированного физиологического раствора и фотодинамическое действие на скорость опухолевого роста и уровень спонтанных и индуцированных повреждений ДНК в лейкоцитах крови крыс. Обнаружено, что совместное парентеральное введение озонированного физиологического раствора с концентрацией озона в озоно-кислородной смеси 400 мкг/л внутрибрюшинно и 0,3% раствора «Фотосенса» интратуморально с локальным действием света с длиной волны 660 ± 10 нм в течение 10 минут вызывает статистически значимое торможение роста карциномы почки крыс и полную регрессию опухоли в 50% случаев. На 20 сутки роста карциномы почки РА комбинированное озоно-фотодинамическое воздействие приводит к снижению уровня спонтанных и индуцированных повреждений ДНК в лейкоцитах крови крыс по сравнению с фотодинамическим действием и действием озонированного физиологического раствора по отдельности.

Using rat RA kidney carcinoma as a model of experimental neoplasia, the effects of ozonized saline and the photodynamic treatment on the tumor growth and the level of spontaneous and induced DNA damage in rat blood leukocytes were studied. It was found that the combined parenteral administration of an ozonized physiological solution with ozone concentration of 400 μg/L in an ozone-oxygen mixture intraperitoneally and a 0.3% Photosens solution intratumorally with local exposure to light at a wavelength of 660±10 nm for 10 min causes a statistically significant inhibition of growth of rat kidney carcinoma and complete tumor regression in 50% of cases. On the 20th day of RA kidney carcinoma growth, the combined ozone-photodynamic treatment leads to a decrease in the level of spontaneous and induced DNA damage in rat blood leukocytes in comparison with the photodynamic treatment and the action of ozonized physiological solution separately.

 повреждения ДНК озон фотодинамическая терапия экспериментальная онкология DNA damage ozone photodynamic therapy experimental oncology Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 19-02-00667).

Semenza G.L. Pharmacologic targeting of hypoxia-inducible factors. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol., 2019, vol. 59, pp. 379-403. Semenza G.L. Pharmacologic targeting of hypoxia-inducible factors. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol., 2019, vol. 59, pp. 379-403. Gao P., Zhang H., Dinavahi R., Li F., Xiang Y., Raman V., Bhujwalla Z.M., Felsher D.W., Cheng L., Pevsner J., Lee L.A., Semenza G.L., Dang C.V. HIF-dependent antitumorigenic effect of antioxidants in vivo. Cancer Cell., 2007, vol. 12, no. 3, pp. 230-238. Gao P., Zhang H., Dinavahi R., Li F., Xiang Y., Raman V., Bhujwalla Z.M., Felsher D.W., Cheng L., Pevsner J., Lee L.A., Semenza G.L., Dang C.V. HIF-dependent antitumorigenic effect of antioxidants in vivo. Cancer Cell., 2007, vol. 12, no. 3, pp. 230-238. Козлов Ю.П., Котелевцев С.В., Новиков К.Н. Свободные радикалы и их роль в нормальных и патологических процессах. Медицина и высокие технологии, 2016, № 1, с. 28-30. @@[Kozlov Yu.P., Kotelevtsev S.V., Novikov K.N. Free radicals and their role in normal and pathological processes. Medicine and High Technologies, 2016, no. 1, pp. 28-30. (In Russ.)] Kozlov Yu.P., Kotelevcev S.V., Novikov K.N. Svobodnye radikaly i ih rol' v normal'nyh i patologicheskih processah. Medicina i vysokie tehnologii, 2016, № 1, s. 28-30. @@[Kozlov Yu.P., Kotelevtsev S.V., Novikov K.N. Free radicals and their role in normal and pathological processes. Medicine and High Technologies, 2016, no. 1, pp. 28-30. (In Russ.)] Bhatta A.K., Keyal U., Wang X., Gellén E. A review of the mechanism of action of lasers and photodynamic therapy for onychomycosis. Lasers Med. Sci., 2017, vol. 32, no. 2, pp. 469-474. Bhatta A.K., Keyal U., Wang X., Gellén E. A review of the mechanism of action of lasers and photodynamic therapy for onychomycosis. Lasers Med. Sci., 2017, vol. 32, no. 2, pp. 469-474. Якубовская Р.И., Плютинская А.Д., Лукьянец Е.А. Сравнительное изучение фотосенсибилизаторов различных классов в системе in vitro. Фталоцианины. Российский биотерапевтический журнал, 2014, т. 13, № 4, с. 65-72. @@[Yakubovskaya R.I., Plyutinskaya A.D., Lukyanets E.A. Comparative study of photosensitizers of various classes in the in vitro system. Phthalocyanines. Russian Biotherapeutic Journal, 2014, vol. 13, no. 4, pp. 65-72. (In Russ.)] Yakubovskaya R.I., Plyutinskaya A.D., Luk'yanec E.A. Sravnitel'noe izuchenie fotosensibilizatorov razlichnyh klassov v sisteme in vitro. Ftalocianiny. Rossiyskiy bioterapevticheskiy zhurnal, 2014, t. 13, № 4, s. 65-72. @@[Yakubovskaya R.I., Plyutinskaya A.D., Lukyanets E.A. Comparative study of photosensitizers of various classes in the in vitro system. Phthalocyanines. Russian Biotherapeutic Journal, 2014, vol. 13, no. 4, pp. 65-72. (In Russ.)] Sheng T., Ong Y.H., Busch T.M., Zhu T.C. Reactive oxygen species explicit dosimetry to predict tumor growth for BPD-mediated vascular photodynamic therapy. Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng., 2019, p. 10861. Sheng T., Ong Y.H., Busch T.M., Zhu T.C. Reactive oxygen species explicit dosimetry to predict tumor growth for BPD-mediated vascular photodynamic therapy. Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng., 2019, p. 10861. Щербатюк Т.Г. Озонотерапия злокачественных новообразований: за и против. Нижегородский медицинский журнал, 2003, № 1, с. 52-56. @@[Shcherbatyuk T.G. Ozone therapy of cancer: advantages and disadvantages. Nizhny Novgorod Medical Journal, 2003, no. 1, pp. 52-56. (In Russ.)] Scherbatyuk T.G. Ozonoterapiya zlokachestvennyh novoobrazovaniy: za i protiv. Nizhegorodskiy medicinskiy zhurnal, 2003, № 1, s. 52-56. @@[Shcherbatyuk T.G. Ozone therapy of cancer: advantages and disadvantages. Nizhny Novgorod Medical Journal, 2003, no. 1, pp. 52-56. (In Russ.)] Bocci V. Ozone as a bioregulutor. Pharmacology and toxicology of ozonetherapy today. J. Biolog. regulators and homeostatic agents, 1997, vol. 10, no. 2/3, pp. 31-53. Bocci V. Ozone as a bioregulutor. Pharmacology and toxicology of ozonetherapy today. J. Biolog. regulators and homeostatic agents, 1997, vol. 10, no. 2/3, pp. 31-53. Фисенко В.П. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. М.: Ремедиум, 2000. 398 с. @@[Fisenko V.P. Guidelines for the experimental (preclinical) study of new pharmacological substances. Moscow, Remedium, 2000, 398 p. (In Russ.)] Fisenko V.P. Rukovodstvo po eksperimental'nomu (doklinicheskomu) izucheniyu novyh farmakologicheskih veschestv. M.: Remedium, 2000. 398 s. @@[Fisenko V.P. Guidelines for the experimental (preclinical) study of new pharmacological substances. Moscow, Remedium, 2000, 398 p. (In Russ.)] Лагода Т.С., Каплан М.А., Бондарь А.М., Бокова М.Б., Иванов Э.А., Бровин А.И., Спиченкова О.Н. Оптимизация фотодинамической терапии солидной саркомы М1 у крыс Вистар на примере применения препарата «Фотосенс». Вопросы онкологии, 2005, т. 51, № 1, с. 103-107. @@[Lagoda T.S., Kaplan M.A., Bondar A.M., Bokova M.B., Ivanov E.A., Brovin A.I., Spichenkova O.N. Optimization of the photodynamic therapy of solid M1 sarcoma in Wistar rats using the Photosens drug as an example. Questions of Oncology, 2005, vol. 51, no. 1, pp. 103-107. (In Russ.)] Lagoda T.S., Kaplan M.A., Bondar' A.M., Bokova M.B., Ivanov E.A., Brovin A.I., Spichenkova O.N. Optimizaciya fotodinamicheskoy terapii solidnoy sarkomy M1 u krys Vistar na primere primeneniya preparata «Fotosens». Voprosy onkologii, 2005, t. 51, № 1, s. 103-107. @@[Lagoda T.S., Kaplan M.A., Bondar A.M., Bokova M.B., Ivanov E.A., Brovin A.I., Spichenkova O.N. Optimization of the photodynamic therapy of solid M1 sarcoma in Wistar rats using the Photosens drug as an example. Questions of Oncology, 2005, vol. 51, no. 1, pp. 103-107. (In Russ.)] Щербатюк Т.Г., Селемир В.Д., Клинцова Е.С. Способ повышения противоопухолевого эффекта химиотерапии. Патент РФ № 2361590 от 24.05.2007. @@[Shcherbatyuk T.G., Selemir V.D., Klintsova E.S. A way to increase the antitumor effect of chemotherapy. RF patent no. 2361590 dated 05.24.2007. (In Russ.)] Scherbatyuk T.G., Selemir V.D., Klincova E.S. Sposob povysheniya protivoopuholevogo effekta himioterapii. Patent RF № 2361590 ot 24.05.2007. @@[Shcherbatyuk T.G., Selemir V.D., Klintsova E.S. A way to increase the antitumor effect of chemotherapy. RF patent no. 2361590 dated 05.24.2007. (In Russ.)] Буранов С.Н., Горохов В.В., Карелин В.И., Селемир В.Д. Устройство для озонотерапии. Патент на изобретение RUS 2249445 от 21.04.2003. @@[Buranov S.N., Gorokhov V.V., Karelin V.I., Selemir V.D. Device for ozone therapy. Patent for invention RUS 2249445 dated 04/21/2003. (In Russ.)] Buranov S.N., Gorohov V.V., Karelin V.I., Selemir V.D. Ustroystvo dlya ozonoterapii. Patent na izobretenie RUS 2249445 ot 21.04.2003. @@[Buranov S.N., Gorokhov V.V., Karelin V.I., Selemir V.D. Device for ozone therapy. Patent for invention RUS 2249445 dated 04/21/2003. (In Russ.)] Ярославцева-Исаева Е.В., Каплан М.А., Романко Ю.С., Сокол Н.И. Разработка методики фотодинамической терапии экспериментальной опухоли (саркома М1) при локальном введении фотосенсибилизатора. Российский биотерапевтический журнал, 2003, № 2 (4), с. 19-22. @@[Yaroslavtseva-Isaeva E.V., Kaplan M.A., Romanko Yu.S., Sokol N.I. Development of a method for the photodynamic therapy of an experimental tumor (M1 sarcoma) with local administration of a photosensitizer. Russian Biotherapeutic Journal, 2003, no. 2 (4), pp. 19-22. (In Russ.)] Yaroslavceva-Isaeva E.V., Kaplan M.A., Romanko Yu.S., Sokol N.I. Razrabotka metodiki fotodinamicheskoy terapii eksperimental'noy opuholi (sarkoma M1) pri lokal'nom vvedenii fotosensibilizatora. Rossiyskiy bioterapevticheskiy zhurnal, 2003, № 2 (4), s. 19-22. @@[Yaroslavtseva-Isaeva E.V., Kaplan M.A., Romanko Yu.S., Sokol N.I. Development of a method for the photodynamic therapy of an experimental tumor (M1 sarcoma) with local administration of a photosensitizer. Russian Biotherapeutic Journal, 2003, no. 2 (4), pp. 19-22. (In Russ.)] Speit G., Hartmann A. The comet assay: a sensitive genotoxicity test for the detection of DNA damage and repair. Methods Mol. Biol., 2006, no. 314, pp. 275-286. Speit G., Hartmann A. The comet assay: a sensitive genotoxicity test for the detection of DNA damage and repair. Methods Mol. Biol., 2006, no. 314, pp. 275-286. Дурнев А.Д., Жанатаев А.К., Анисина Е.А., Сидневая Е.С., Никитина В.А., Оганесянц Л.А., Середенин С.Б., Бекиш В.Я., Чернуха И.М. Применение метода щелочного гель-электрофореза изолированных клеток для оценки генотоксических свойств природных и синтетических соединений: Методические рекомендации. М.: Полиграфсервис, 2006, 27 с. @@[Durnev A.D., Zhanataev A.K., Anisina E.A., Sidnevaya E.S., Nikitina V.A., Oganesyants L.A., Seredenin S.B., Bekish V.Ya., Chernukha I.M. The use of the method of alkaline gel electrophoresis of isolated cells to assess the genotoxic properties of natural and synthetic compounds: Methodological recommendations. Moscow, Polygraphservice, 2006, 27 pp. (In Russ.)] Durnev A.D., Zhanataev A.K., Anisina E.A., Sidnevaya E.S., Nikitina V.A., Oganesyanc L.A., Seredenin S.B., Bekish V.Ya., Chernuha I.M. Primenenie metoda schelochnogo gel'-elektroforeza izolirovannyh kletok dlya ocenki genotoksicheskih svoystv prirodnyh i sinteticheskih soedineniy: Metodicheskie rekomendacii. M.: Poligrafservis, 2006, 27 s. @@[Durnev A.D., Zhanataev A.K., Anisina E.A., Sidnevaya E.S., Nikitina V.A., Oganesyants L.A., Seredenin S.B., Bekish V.Ya., Chernukha I.M. The use of the method of alkaline gel electrophoresis of isolated cells to assess the genotoxic properties of natural and synthetic compounds: Methodological recommendations. Moscow, Polygraphservice, 2006, 27 pp. (In Russ.)] Gapeyev A.B., Lukyanova N.A., Gudkov S.V. Hydrogen peroxide induced by modulated electromagnetic radiation protects the cells from DNA damage. Cent. Eur. J. Biol., 2014, vol. 9, no. 10, pp. 915-921. Gapeyev A.B., Lukyanova N.A., Gudkov S.V. Hydrogen peroxide induced by modulated electromagnetic radiation protects the cells from DNA damage. Cent. Eur. J. Biol., 2014, vol. 9, no. 10, pp. 915-921. Chemeris N.K., Gapeyev A.B., Sirota N.P., Gudkova O.Yu., Kornienko N.V., Tankanag A.V., Konovalov I.V., Buzoverya M.E., Suvorov V.G., Logunov V.A. DNA damage in frog erythrocytes after in vitro exposure to a high peak-power pulsed electromagnetic field. Mutat. Res., 2004, vol. 558, no. 1-2, pp. 27-34. Chemeris N.K., Gapeyev A.B., Sirota N.P., Gudkova O.Yu., Kornienko N.V., Tankanag A.V., Konovalov I.V., Buzoverya M.E., Suvorov V.G., Logunov V.A. DNA damage in frog erythrocytes after in vitro exposure to a high peak-power pulsed electromagnetic field. Mutat. Res., 2004, vol. 558, no. 1-2, pp. 27-34. Сирота Н.П., Кузнецова Е.А. Применение метода «комета тест» в радиобиологических исследованиях. Радиационная биология. Радиоэкология, 2010, т. 50, № 3, с. 329-339. @@[Sirota N.P., Kuznetsova E.A. Application of the “comet assay” method in radiobiological research. Radiation Biology. Radioecology, 2010, vol. 50, no. 3, pp. 329-339. (In Russ.)] Sirota N.P., Kuznecova E.A. Primenenie metoda «kometa test» v radiobiologicheskih issledovaniyah. Radiacionnaya biologiya. Radioekologiya, 2010, t. 50, № 3, s. 329-339. @@[Sirota N.P., Kuznetsova E.A. Application of the “comet assay” method in radiobiological research. Radiation Biology. Radioecology, 2010, vol. 50, no. 3, pp. 329-339. (In Russ.)] Чернигина И.А., Щербатюк Т.Г. Новая версия метода ДНК-комет. Современные технологии в медицине, 2016, т. 8, № 1, с. 20-27. @@[Chernigina I.A., Shcherbatyuk T.G. A new version of the DNA-comet method. Modern Technologies in Medicine, 2016, vol. 8, no. 1, pp. 20-27. (In Russ.)] Chernigina I.A., Scherbatyuk T.G. Novaya versiya metoda DNK-komet. Sovremennye tehnologii v medicine, 2016, t. 8, № 1, s. 20-27. @@[Chernigina I.A., Shcherbatyuk T.G. A new version of the DNA-comet method. Modern Technologies in Medicine, 2016, vol. 8, no. 1, pp. 20-27. (In Russ.)] Чернигина И.А., Плеханова Е.С., Щербатюк Т.Г. Метод ДНК-комет в оценке уровня повреждений ДНК лейкоцитов цельной крови после фотодинамической терапии. Современные технологии в медицине, 2017, т. 9, № 4, с. 89-95. @@[Chernigina I.A., Plekhanova E.S., Shcherbatyuk T.G. The DNA-comet method for assessing the level of damage to the DNA of whole blood leukocytes after photodynamic therapy. Modern Technologies in Medicine, 2017, vol. 9, no. 4, pp. 89-95. (In Russ.)] Chernigina I.A., Plehanova E.S., Scherbatyuk T.G. Metod DNK-komet v ocenke urovnya povrezhdeniy DNK leykocitov cel'noy krovi posle fotodinamicheskoy terapii. Sovremennye tehnologii v medicine, 2017, t. 9, № 4, s. 89-95. @@[Chernigina I.A., Plekhanova E.S., Shcherbatyuk T.G. The DNA-comet method for assessing the level of damage to the DNA of whole blood leukocytes after photodynamic therapy. Modern Technologies in Medicine, 2017, vol. 9, no. 4, pp. 89-95. (In Russ.)] Klebanov G.I., Poltanov E.A. Primary free-radical and secondary molecular cellular mechanisms behind laser therapy. Laser Physics, 2003, vol. 13, no. 1, pp. 70-83. Klebanov G.I., Poltanov E.A. Primary free-radical and secondary molecular cellular mechanisms behind laser therapy. Laser Physics, 2003, vol. 13, no. 1, pp. 70-83. Vladimirov Yu.A., Klebanov G.I., Borisenko G.G., Osipov A.N. Molecular and cellular mechanisms of the low intensity laser radiation effect. Biophysics, 2004, vol. 49, no. 2, pp. 339-350. Vladimirov Yu.A., Klebanov G.I., Borisenko G.G., Osipov A.N. Molecular and cellular mechanisms of the low intensity laser radiation effect. Biophysics, 2004, vol. 49, no. 2, pp. 339-350. Ванин А.Ф. Оксид азота в биологии: история, состояние и перспективы. Биохимия, 1998, т. 63, № 7, с. 867-869. @@[Vanin A.F. Nitric oxide in biology: history, condition and prospects. Biochemistry (Moscow), 1998, vol. 63, no. 7, pp. 867-869. (In Russ.)] Vanin A.F. Oksid azota v biologii: istoriya, sostoyanie i perspektivy. Biohimiya, 1998, t. 63, № 7, s. 867-869. @@[Vanin A.F. Nitric oxide in biology: history, condition and prospects. Biochemistry (Moscow), 1998, vol. 63, no. 7, pp. 867-869. (In Russ.)] Новицкий В.В., Рязанцева Н.В., Часовских Н.Ю., Старикова Е.Г., Кайгородова Е.В., Стариков Ю.В., Филипенко М.Л., Боярских У.А. Участие факторов транскрипции р53 и NF-kB в редоксзависимых механизмах нарушения апоптоза мононуклеарных лейкоцитов. Вестник Российской АМН, 2009, № 4, с. 3-7. @@[Novitsky V.V., Ryazantseva N.V., Chasovskikh N.Yu., Starikova E.G., Kaygorodova E.V., Starikov Yu.V., Filipenko M.L., Boyarsky U.A. Participation of p53 and NF-kB transcription factors in redox-dependent mechanisms of apoptosis disturbance of mononuclear leukocytes. Bulletin of the Russian Academy of Medical Sciences, 2009, no. 4, pp. 3-7. (In Russ.)] Novickiy V.V., Ryazanceva N.V., Chasovskih N.Yu., Starikova E.G., Kaygorodova E.V., Starikov Yu.V., Filipenko M.L., Boyarskih U.A. Uchastie faktorov transkripcii r53 i NF-kB v redokszavisimyh mehanizmah narusheniya apoptoza mononuklearnyh leykocitov. Vestnik Rossiyskoy AMN, 2009, № 4, s. 3-7. @@[Novitsky V.V., Ryazantseva N.V., Chasovskikh N.Yu., Starikova E.G., Kaygorodova E.V., Starikov Yu.V., Filipenko M.L., Boyarsky U.A. Participation of p53 and NF-kB transcription factors in redox-dependent mechanisms of apoptosis disturbance of mononuclear leukocytes. Bulletin of the Russian Academy of Medical Sciences, 2009, no. 4, pp. 3-7. (In Russ.)] Копнин Б.П. Неопластическая клетка: основные свойства и механизмы их возникновения. Практическая онкология, 2002, т. 3, № 4, с. 229-235. @@[Kopnin B.P. Neoplastic cell: basic properties and mechanisms of their occurrence. Practical Oncology, 2002, vol. 3, no. 4, pp. 229-235. (In Russ.)] Kopnin B.P. Neoplasticheskaya kletka: osnovnye svoystva i mehanizmy ih vozniknoveniya. Prakticheskaya onkologiya, 2002, t. 3, № 4, s. 229-235. @@[Kopnin B.P. Neoplastic cell: basic properties and mechanisms of their occurrence. Practical Oncology, 2002, vol. 3, no. 4, pp. 229-235. (In Russ.)]