Life cycle assessment in rat ovarian follicles after local electron irradiation

Ekaterina Nilolaevna Pugacheva; Пугачева Екатерина Николаевна; Zaira Magomedovna Murtazalieva; Муртазалиева Заира Магомедовна; Dali Ibragimovna Ugurchieva; Угурчиева Дали Ибрагимовна; Matvey Anatolyevich Vadyukhin; Вадюхин Матвей Анатольевич; Grigory Aleksandrovich Demyashkin; Демяшкин Григорий Александрович

Life cycle assessment in rat ovarian follicles after local electron irradiation

Authors: Pugacheva E.N.¹, Murtazalieva Z.M.², Ugurchieva D.I.², Vadyukhin M.A.², Demyashkin G.A.²
Affiliations:
1. Sechenov Universiry
2. Sechenov University
Issue: Vol 13, No 2 (2024): Материалы XVII Международной научно-практической конференции молодых ученых-медиков СОВА-2024
Pages: 106-107
Section: СОВА - 2025
URL: https://new.vestnik-surgery.com/index.php/2415-7805/article/view/9934

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Introduction. The topic of reproductive dysfunction in patients undergoing radiation treatment for malignant neoplasms of the pelvic organs remains poorly studied. Particularly interesting is the experimental study of disturbances in the life cycle of ovarian follicles as a result of exposure to local electron irradiation, which is a relatively new and promising method of radiotherapy. Aim. Immunohistochemical assessment of the life cycle of ovarian follicles in a model of radiation-induced ovarian failure. Materials and methods. Experimental animals (Wistar rats) were divided into 2 groups: control and experimental. The experimental group was locally irradiated with electrons. Then, fragments of the ovaries were examined by immunohistochemistry with antibodies to the proliferation factors Ki-67 and apoptosis termination caspase-3. Results. In the group of local electron irradiation with a total dose of 20 Gy on the 7th day of the experiment, a statistically significant increase in the proportion of caspase-3-positive granulosa cells and a decrease in their proliferative activity were found according to the results of immunohistochemical reactions. The proportion of single stained cells of the corpus luteum and thecal membrane was practically no different from the indicators in the control group. Conclusions. Local irradiation with electrons in a total dose of 20 Gy leads to a slight imbalance of markers of the life cycle of the granulosa membrane in radiation-induced ovarian failure. Low indicators of the range and depth of post-radiation lesions of the ovary indicate a more “gentle” effect of electrons, and a more detailed study of this type of ionizing radiation can be useful in the development of new regimens and indications for prescribing electron therapy in the practice of a radiobiologist.

Keywords

ovary, granulosa cells, life cycle, electron irradiation, immunohistochemistry

Full Text

Введение. Радиотерапия злокачественных новообразований органов малого таза может приводить к облучению здоровых тканей яичников, приводя к развитию радиационно-индуцированной овариальной недостаточности, а в некоторых случаях к бесплодию [1]. В настоящее время наиболее часто применяются такие виды ионизирующего излучения как Х-лучи и γ-облучение, однако их применение сопряжено с высокими рисками поражения здоровых яичников, попадающих в зону облучения, и развитием постлучевыми осложнений [2, 3]. Ввиду токсичности перечисленных видов ионизирующего излучения, перспективным представляется применение облучения электронами, которое потенциально обладает более «щадящим» эффектом на здоровые ткани, однако сохраняет высокую эффективность в отношении злокачественных новообразований [4]. Тем не менее, в отечественной и зарубежной литературе существуют лишь единичные данные о диапазоне и глубине повреждения, индуцированного облучением электронами, в связи с чем необходимо проведение исследований в этой области с применением современных иммуногистохимических, молекулярно-биологических и молекулярно-генетических методов.

Целью работы является иммуногистохимическая оценка жизненного цикла овариальных фолликулов в модели радиационно-индуцированной овариальной недостаточности.

Материалы и методы исследования. Экспериментальные животные (самки крыс породы Вистар, n=20) случайным образом были поделены на две группы: контрольную и опытную. Опытную группу локально облучали электронами в фракционном режиме в суммарной очаговой дозе (СОД) 20 Гр в области таза. Через 7 суток после последней фракции животных выводили из эксперимента путем введения высоких доз анестетика, фрагменты яичников подготавливали для морфологического и иммуногистохимического исследований в соответствии со стандартными методиками [5]. Для иммуногистохимического исследования в качестве первичных использовали антитела к фактору пролиферации Ki-67 (ThermoFisher, Clone MM1) и фактору терминации апоптоза Caspase 3 (ThermoFisher, Clone 74T2). Все манипуляции выполняли согласно Хельсинской декларации Всемирной медицинской ассоциации. Для статистической обработки полученных данных использовали программу SPSS 12, статистически значимым считали значение p <0,05.

Результаты исследования. При иммуногистохимическом исследовании яичников, локально облученных электронами, отмечали снижение экспрессии Ki-67 клетками гранулезной оболочки (в 3,9 раза; 5,6±0,1%) и желтого тела (в 1,5 раза; 2,1±0,07%) по сравнению с контрольной группой (22,1±0,8% и 3,2±0,08%, соответственно). Кроме того, наблюдали гиперплазию тека-клеток, сопровождающуюся резким увеличением в ней Ki-67-иммуномечения (в 7,5 раза; 17,4±0,3%), что может свидетельствовать о развитии компенсаторно-приспособительной реакции с целью частичного замещения секреторной функции гранулезной оболочки. Напротив, количество каспаза-3-позитивных клеток увеличилось в гранулезной оболочке (в 3,8 раза; 31,3±0,9%), а в желтом теле и текальной оболочке достоверно не отличалось от контрольной группы.

Заключение. Локальное облучение электронами в суммарной дозе 20 Гр приводит к слабому дисбалансу маркеров жизненного цикла гранулезной оболочки при радиационно-индуцированной овариальной недостаточности. Низкие показатели диапазона и глубины постлучевых поражений яичника свидетельствуют о более «щадящем» воздействии электронов, а более детальное исследование этого вида ионизирующего излучения может быть полезным при разработке новых режимов и показаний к назначению электронотерапии в практике врача-радиобиолога.

About the authors