Кинетика индуцированной глицерином молекулярной диффузии в нормальных и раковых тканях яичников
- Авторы: Селифонов А.А.1,2, Захаревич А.М.2, Рыхлов А.С.3, Тучин В.В.2
-
Учреждения:
- Образовательно-научный институт наноструктур и биосистем, Саратовский национальный исследовательский государственный университет
- Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
- Клиника «Ветеринарная больница», Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии им. Н. И. Вавилова
- Выпуск: Том 24, № 2 (2024)
- Страницы: 161-170
- Раздел: Биофизика и медицинская физика
- URL: https://bakhtiniada.ru/1817-3020/article/view/267211
- DOI: https://doi.org/10.18500/1817-3020-2024-24-2-161-170
- EDN: https://elibrary.ru/MYMUHS
- ID: 267211
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Предыстория и цели. Существует глобальная тенденция к увеличению числа пациентов с диагнозом рак яичников в течение их репродуктивного возраста. Одной из нынешних клинических технологий является технология криоконсервации удаленных здоровых яичников, чтобы сохранить фертильность и их последующую трансплантацию после лечения рака других органов. Глицерин часто используется в качестве непроникающего агента при замораживании органов для улучшения выживаемости фолликулов. Материалы и методы. В работе изучались яичники кошек с диагнозами, подтвержденными гистологическими исследованиями: фолликулярная фаза, лютеиновая фаза, серозная карцинома, леймиосаркома. Диффузная спектроскопия отражения использовалась для определения кинетических параметров дегидратации и оптических свойств тканей при взаимодействии с глицерином. По изменению массы в течение длительного времени определяли коэффициент диффузии глицерина в образцах. Полученные результаты. Был измерен эффективный коэффициент диффузии интерстициальной воды для яичников кошек: D = (2.6 ± 0.4)·10−6 см2/с (фолликулярная фаза), D = (3.3 ± 0.4)·10−6 см2/с (лютеиновая фаза), D = (3.0 ± 0.3)·10−6 см2/с (лейомиосаркома), D = (1.6 ± 0.2)·10−6 см2/с (серозная карцинома), который инициируется через 1.5–2 часа после взаимодействия образцов с глицерином. Диффузия глицерина происходит в течение длительного периода времени, около 400 часов, и для исследуемых образцов составляет: D = (8.3 ± 2.5)·10−8 см2/с (фолликулярная фаза), D = (5.6 ± 1.7)·10−8 см2/с (лютеиновая фаза), D = (2.2 ± 0.2)·10−8 см2/с (леймиосаркома) и D = (1.1 ± 0.4)·10−7 см2/с (серозная карцинома). Выводы. Установленные перфузионно-кинетические свойства глицерина/интерстициальной воды для изучаемых образцов могут использоваться в клинической практике при приготовлении ткани яичников для трансплантации (криоконсервации), при трансмембранном переносе лекарств, развитии новых репродуктивных технологий и т. д.
Об авторах
Алексей Андреевич Селифонов
Образовательно-научный институт наноструктур и биосистем, Саратовский национальный исследовательский государственный университет; Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Email: peshka029@gmail.com
410012, г. Саратов, ул. Астраханская, д. 83, Россия
Андрей Михайлович Захаревич
Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Email: lab-15@mail.ru
410012, Россия, г. Саратов, ул. Астраханская, 83
Андрей Сергеевич Рыхлов
Клиника «Ветеринарная больница», Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии им. Н. И. Вавилова
Email: rychlov.andrej@yandex.com
ORCID iD: 0000-0003-1194-9548
ул. Большая Садовая, 220, Саратов 410012, Россия
Валерий Викторович Тучин
Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Автор, ответственный за переписку.
Email: tuchinvv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7479-2694
410012, Россия, г. Саратов, ул. Астраханская, 83
Список литературы
- Sumanasekera W., Beckmann T., Fuller L., Castle M., Huff M. Epidemiology of Ovarian Cancer: Risk Factors and Prevention. Biomed. J. Sci. & Tech. Res., 2018, vol. 11, no. 2, рр. 8405–8417. https://doi.org/10.26717/BJSTR.2018.11.002076
- Laguerre M. D., Arkerson B. J., Robinson M. A., Moawad N. S. Outcomes of laparoscopic management of chronic pelvic pain and endometriosis. J. Obstet. Gynecol., 2022, vol. 42, рр. 146–152. https://doi.org/10.1080/01443615.2021.1882967
- Tuchin V. V. Optical Clearing of Tissues and Blood. Bellingham, WA, USA, SPIE Press, 2006. 408 р.
- Tuchin V. V., Zhu D., Genina E. A. Handbook of Tissue Optical Clearing: New Prospects in Optical Imaging. Boca Raton, FL, USA, CRC Press, 2022. 410 р.
- Tuchina D. K., Meerovich I. G., Sindeeva O. A., Zherdeva V. V., Savitsky A. P., Bogdanov A. A. Jr., Tuchin V. V. Magnetic resonance contrast agents in optical clearing: Prospects for multimodal tissue imaging. J. Biophotonics, 2020, vol. 13, article no. e201960249. https://doi.org/10.1002/jbio.201960249
- Kazachkina N. I., Zherdeva V. V., Meerovich I. G., Saydasheva A. N., Solovyev I. D., Tuchina D. K., Savitsky A. P., Tuchin V. V., Bogdanov A. A. MR and fluorescence imaging of gadobutrol-induced optical clearing of red fluorescent protein signal in an in vivo cancer model. NMR in Biomedicine, 2022, vol. 35, no. 7, article no. e4708. https://doi.org/10.1002/nbm.4708
- Silva H. F., Martins I. S., Bogdanov A. A. Jr., Tuchin V. V., Oliveira L. M. Characterization of optical clearing mechanisms in muscle during treatment with glycerol and gadobutrol solutions. J. Biophotonics, 2023, vol. 16, no. 1, article no. e202200205. https://doi.org/10.1002/jbio.202200205
- Wang T., Brewer M., Zhu Q. An overview of optical coherence tomography for ovarian tissue imaging and characterization. Wiley Interdiscip. Rev. Nanomed. Nanobiotechnol., 2015, vol. 7, no. 1, рр. 1–16. https://doi.org/10.1002/wnan.1306
- Hariri L. P., Bonnema G. T., Schmidt K., Winkler A. M., Korde V., Hatch K. D., Davis J. R., Brewer M. A., Barton J. K. Laparoscopic optical coherence tomography imaging of human ovarian cancer. Gynecol. Oncol., 2009, vol. 114, no. 2, рр. 188–194. https://doi.org/10.1016/j.ygyno.2009.05.014
- Sreyankar N., Melinda S., Quing Zh. Classification and analysis of human ovarian tissue using full field opti[1]cal coherence tomography. Biomedical Optics Express, 2016, vol. 7, no. 1, article no. 5182. https://doi.org/10.1364/BOE.7.005182
- Schwartz D., Sawyer T. W., Thurston N. Ovarian cancer detection using optical coherence tomography and convolutional neural networks. Neural Comput & Applic., 2022, vol. 34, рр. 8977–8987. https://doi.org/10.1007/s00521-022-06920-3
- Yang Y., Li X., Wang T., Kumavor P. D., Aguirre A., Shung K. K., Zhou Q., Sanders M., Brewer M., Zhu Q. Integrated optical coherence tomography, ultrasound and photoacoustic imaging for ovarian tissue characterization. Biomed. Opt. Express, 2011, vol. 9, no. 2, рр. 2551–2561. https://doi.org/10.1364/BO E.2.002551.
- Del-Pozo-Lerida S., Salvador C., Martínez-Soler F., Tortosa A., Perucho M., Gimenez-Bonaf P. Preservation of fertility in patients with cancer (Review). Oncol. Rep., 2019, vol. 41, рр. 2607–2614. https://doi.org/10.3892/or.2019.7063
- Santos M. L., Pais A. S. Almeida Santos T. Fertility preservation in ovarian cancer patients. Gynecol. Endocrinol., 2021, vol. 37, рр. 483–489.
- Del Valle L., Corchon S., Palop J., Rubio J. M., Celda L. The experience of female oncological patients and fertility preservation: A phenomenology study. Eur. J. Cancer Care, 2022, vol. 31, article no. e13757. https://doi.org/10.1111/ecc.13757
- Lee S., Ozkavukcu S., Ku S. Y. Current and Future Perspectives for Improving Ovarian Tissue Cryopreservation and Transplantation Outcomes for Cancer Patients. Reprod. Sci., 2021, vol. 28, рр. 1746–1758. https://doi.org/10.1007/s43032-021-00517-2
- Selifonov A. A., Rykhlov A. S., Tuchin V. V. Ex vivo study of the kinetics of ovarian tissue optical properties under the influence of 40%-glucose. Izvestiya of Saratov University. Physics, 2023, vol. 23, iss. 2, pp. 120–127. https://doi.org/10.18500/1817-3020-2023-23-2-120-127
- Genina E. A., Bashkatov A. N., Korobko A. A., Zubkova E. A., Tuchin V. V., Yaroslavsky I. V., Altshuler G. B. Optical clearing of human skin: Comparative study of permeability and dehydration of intact and photothermally perforated skin. J. Biomed. Opt., 2008, vol. 13, no. 2, рр. 021102–021108. https://doi.org/10.1117/1.2899149
- Tuchina D. K., Bashkatov A. N., Genina E. A., Tuchin V. V. The effect of immersion agents on the weight and geometric parameters of myocardial tissue in vitro. Biofizika, 2018, vol. 63, no. 5, pp. 989–996. https://doi.org/10.1134/s0006350918050238
- Selifonov A. A., Rykhlov A. S., Tuchin V. V. The Glycerol-Induced Perfusion-Kinetics of the Cat Ovaries in the Follicular and Luteal Phases of the Cycle. Diagnostics, 2023, vol. 13, no. 3, рр. 490. https://doi.org/10.3390/diagnostics13030490
- Carneiro I., Carvalho S., Henrique R. A., Selifonov A., Oliveira L., Tuchin V. V. Enhanced Ultraviolet Spectroscopy by Optical Clearing for Biomedical Applications. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 2021, vol. 27, pp. 1–8. https://doi.org/10.1109/jstqe.2020.3012350
- Carneiro I., Carvalho S., Henrique R., Oliveira L., Tuchin V. V. A robust ex vivo method to evaluate the diffusion properties of agents in biological tissues. J. Biophotonics, 2019, vol. 12, e201800333. https://doi.org/10.1002/jbio.201800333
- Oliveira L. R., Ferreira R. M., Pinheiro M. R., Silva H. F., Tuchin V. V., Oliveira L. M. Broadband spectral verification of optical clearing reversibility in lung tissue. J. Biophotonics, 2022, vol. 16, no. 1, e202200185. https://doi.org/10.1002/jbio.202200185
- Han J., Sydykov B., Yang H., Sieme H., Oldenhof H., Wolkers W. F. Spectroscopic monitoring of transport processes during loading of ovarian tissue with cryoprotective solutions. Sci. Rep., 2019, vol. 9. no. 1, рр. 15577. https://doi.org/10.1038/s41598-019-51903-5
- Lotz J., Içli S., Liu D., Caliskan S., Sieme H., Wolkers W. F., Oldenhof H. Transport processes in equine oocytes and ovarian tissue during loading with cryoprotective solutions. Biochim. Biophys. Acta. Gen. Subj., 2021, vol. 1865, article no. 129797. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2020.129797
- D’Errico G., Ortona О., Capuano F., Vitagliano V. Diffusion Coefficients for the Binary System Glycerol + Water at 25 °C. A Velocity Correlation Study. J. Chem. Eng., 2004, vol. 49, no. 6, рр. 1665–1670. https://doi.org/10.1021/je049917u
Дополнительные файлы
