Оценка отдаленной воспалительной и неопластической реакции тканей простаты при ее трансуретральном инфицировании уропатогенами: экспериментальное исследование


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/urology.2022.5.5-14

М.И. Коган, Р.С. Исмаилов, С.С. Тодоров, Ю.Л. Набока, И.А. Гудима

1) Кафедра урологии и репродуктивного здоровья человека (с курсом детской урологии–андрологии) ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ, Ростов-на-Дону, Россия; 2) Кафедра микробиологии и вирусологии № 1 ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ, Ростов-на-Дону, Россия; 3) Морфологический отдел Клиники РостГМУ, кафедра патологической анатомии ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ, Ростов-на-Дону, Россия
Введение. Нет убедительных доказательств, свидетельствующих о персистенции острого или формировании хронического бактериально-индуцированного воспаления в простате на отдаленных сроках при инфицировании различными титрами уропатогена. Приводятся спорные данные о взаимосвязи между постинфекционным хроническим воспалением и неопластическими изменениями ткани простаты.
Цель исследования: осуществить по результатам эксперимента: 1) оценку степени бактериальной обсемененности и выраженности гистологических изменений тканей простаты на 60-е сутки наблюдения при трансуретральном инфицировании различными уропатогенами в титрах 102, 3, 5 КОЕ/мл; 2) принципальный сопоставительный анализ между показателями тестового инокулируемого титра и микробной нагрузки с тяжестью гистологических изменений тканей простаты; 3) верификацию неопластических трансформаций тканей простаты при длительно персистирующем бактериально-индуцированном воспалительном процессе. Материалы и методы. Исследование на лабораторных животных поведено с использованием протоколов FELASA. Лабораторные животные: 14 кроликов «New Zealand». Тестируемые уропатогены: аэробы – Е. coli, S. haemolyticus; анаэробы – P. niger. Титры: 102,3,5 КОЕ/мл. Методика инокуляции уропатогена: топическая трансуретральная. Рандомизация: все лабораторные животные распределены на пять групп в зависимости от уропатогена (четыре – экспериментальные, одна – контрольная). Срок наблюдения: 60 суток. На 60-е сутки выполняли эвтаназию и вскрытие животных. Из различных участков простаты, а также шейки мочевого пузыря и края мембранозной уретры формировали биоптаты. Проводили культуральное, гистологическое и иммуногистохимическое (экспрессия р53 и Ki-67) исследования тканей простаты. Статистическую обработку результатов проводили с помощью программы GraphPad Prism 9.0 («GraphPad Software» Inc., Graphpad Holdings LLC, San Diego, CA, USA) методами описательной и непараметрической статистики.
Результаты. У двух особей, зараженных микстом S. haemolyticus+P. niger, зафиксирован летальный исход. Обсемененность тканей простаты определена во всех случаях инфицирования. Увеличение микробной нагрузки тканей по сравнению с инициальным титром зафиксировано в 88,9% случаев. Мультивариантый анализ показателей культурального исследования выявил наличие внутригрупповых различий обсемененности простаты только между инфицированием E. coli 103 KOЕ/мл и E. coli 105 KOЕ/мл (р=0.006), а также межгрупповых различий между инфицированием E. coli 105 KOЕ/мл и P. niger 105 KOЕ/мл (р=0.013). При гистологической оценке изменений после инокуляции 102, 3, 5 KOЕ/мл определено умеренное пролиферативное воспаление в группах инфицирования E. coli и S. haemolyticus, которое в случае S. haemolyticus имело более выраженный характер в связи с наличием фокусов персистирующего альтеративного поражения; в группе P. niger отмечено во всех случаях слабовыраженные пролиферативные трансформации в ткани простаты. При иммуногистохимической верификации изменений только в случае инфицирования E. coli 105 KOЕ/мл отмечена экспресиия p53 (≈10,0%) в отдельных участках гландулярного эпителия желез простаты, но без положительного внутреннего контроля. Участки гландулярного эпителия с экспрессией Ki-67 (≤25,0%) были визуализированы во всех тестируемых группах, в основном при титрах 103 и 105 КОЕ/мл, но выраженность пролиферативной активности была невысокой (1+). Фокусов ткани простаты с симультанной ядерной активностью p53 и Ki-67 не выявлено.
Заключение. На 60-е сутки наблюдения отмечено различное по интенсивности пролиферативное воспаление в тканях простаты. Его выраженность была преимущественно детерминирована видом инфицирующего агента (S. haemolyticus >E. coli >P. niger) и не зависела от величины инокулируемого титра и степени обсемененности тканей простаты. Достоверно не выявлено участков неопластической трансформации ткани простаты при бактериально-индуцированном воспалительном процессе на установленном сроке наблюдения.
Ключевые слова: обсемененность, экспериментальное моделирование, рак простаты, Ki-67, Р53, простатит, бактерии
Полный текст статьи доступен
в "Библиотеке Врача"

Литература

1. Kogan M.I., Naboka Yu.L., Todorov S.S., Ismailov R.S. Experimental evaluation of inflammatory process in the prostate caused by transurethral transmission of uropathogen in low counts. Urologiia. 2019;5:14–21. Russian ( Коган М.И., Набока Ю.Л., Тодоров С.С., Исмаилов Р.С. Экспериментальная оценка течения воспалительного процесса в простате при ее трансуретральном инфицировании низким титром уропатогена. Урология. 2019;5:14–21).Doi: 10.18565/urology.2019.5.14–21.


2. Kogan M.I., Naboka Yu.L., Todorov S.S., Ismailov R.S. Comparative evaluation of the development and occurence of the inflammatory process in prostate under its transusretral infection using the low counts of causative and debatable microorganism strains. Experimental and clinical urology 2019; (3):40-48. Russian (Коган М.И., Набока Ю.Л., Тодоров С.С., Исмаилов Р.С. Сравнительная оценка развития и течения воспалительного процесса в простате при трансуретральном инфицировании с использованием каузативного и дебатируемых штаммов микроорганизмов в низких титрах. Экспериментальная и клиническая урология. 2019;3:40-48). Doi: 10.29188/2222-8543-2019-11-3-40-48.


3. Ismailov R.S., Naboka Y.L., Todorov S.S., Kogan M.I. Are bacteriological and pathomorphological signs of bacterial prostatitis related between? (An experimental study) Urologiia. 2020;6:44–52. Russian (Исмаилов Р.С., Набока Ю.Л., Тодоров С.С., Коган М.И. Связаны ли между собой бактериологические и патоморфологические признаки бактериального простатита? (экспериментальное исследование). Урология. 2020;6:44–52). Doi: 10.18565/urology.2020.6.44-51.


4. Dennis L.K., Lynch C.F., Torner J.C. Epidemiologic association between prostatitis and prostate cancer. Urology. 2002;60(1):78–83. Doi: 10.1016/s0090-4295(02)01637-0.


5. Jiang J., Li J., Yunxia Z., Zhu H., Liu J., Pumill C. The role of prostatitis in prostate cancer: meta-analysis. PLoS One. 2013;8(12):e85179. Doi: 10.1371/journal.pone.0085179.


6. Schetter A.J., Heegaard N.H., Harris C.C. Inflammation and cancer: interweaving microRNA, free radical, cytokine and p53 pathways. Carcinogenesis. 2010;31(1):37–49. Doi: 10.1093/carcin/bgp272.


7. Lonkar P., Dedon P.C. Reactive species and DNA damage in chronic inflammation: reconciling chemical mechanisms and biological fates. Int J Cancer. 2011;128(9):1999–2009. Doi: 10.1002/ijc.25815.


8. Pan JS, Hong MZ, Ren JL. Reactive oxygen species: a double-edged sword in oncogenesis. World J Gastroenterol. 2009;15(14):1702–1707. Doi: 10.3748/wjg.15.1702.


9. Shen H.M., Tergaonkar V. NFkappaB signaling in carcinogenesis and as a potential molecular target for cancer therapy. Apoptosis. 2009;14(4):348–363. Doi: 10.1007/s10495-009-0315-0.


10. Pascal L.E., Wang Y., Zhong M., Wang D., Chakka A.B., Yang Z., Li F., Song Q., Rigatti L.H., Chaparala S., Chandran U., Parwani A.V., Wang Z. EAF2 and p53 Co-Regulate STAT3 Activation in Prostate Cancer. Neoplasia. 2018;20(4):351–363. Doi: 10.1016/j.neo.2018.01.011.


11. Bollrath J., Greten F.R. IKK/NF-kappaB and STAT3 pathways: central signalling hubs in inflammation-mediated tumour promotion and metastasis. EMBO Rep. 2009;10(12):1314–1349. Doi: 10.1038/embor.2009.243.


12. Fisher G., Yang Z.H., Kudahetti S., Møller H., Scardino P., Cuzick J., Berney D.M. Transatlantic Prostate Group. Prognostic value of Ki-67 for prostate cancer death in a conservatively managed cohort. Br J Cancer. 2013 Feb 5;108(2):271–277. Doi: 10.1038/bjc.2012.598. Epub 2013 Jan 17. PMID: 23329234; PMCID: PMC3566811.


13. Kudryavtsev GY, Kudryavtseva LV, Mikhaleva LM, Solovieva NA, Babichenko II. Immunohistochemical study of Ki-67, p53 and Notch1 expressions in prostate cancer of different grades. Arkh Patol. 2020;82(5):42–49. Russian. Doi: 10.17116/patol20208205142.


14. Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of 22 September 2010 on the protection of Animals used for Scientific purposes. OJ L 2010;276: 33–79.


15. European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and Other Scientific Purposes (ETS No.123). Appendix A «Guidelines for the maintenance and care of animals». Adopted: Strasbourg, 18.03.1986, entry in force: 01.01.1991. URL: https://rm.coe.int/CoERMPublicCommonSearchServices/DisplayDCTMContent?documentId=090000168007a67b


16. Mahler M., Berard M., Feinstein R., Gallagher A., Illgen-Wilcke B., Pritchett-Corning K., Raspa M. FELASA recommendations for the health monitoring of mouse, rat, hamster, guinea pig and rabbit colonies in breeding and experimental units. Lab Anim 2014;48(3); 178–192. Doi: 10.1177/0023677213516312


17. Kilkenny C., Browne W.J., Cuthill I.C., Emerson M., Altman D.G. Improving bioscience research reporting: the ARRIVE guidelines for reporting animal research. PLoS Biol 2010;8(6): e1000412. Doi: 10.1371/journal.pbio.1000412.


18. Nickel J.C., Olson M.E., Barabas A., Benediktsson H., Dasgupta M.K., Costerton J.W. Pathogenesis of Chronic Bacterial Prostatitis in an animal model. British J of Urol. 1990;66(6): 47–54. Doi: 10.1111/j.1464-410X.1990.tb14864.x


19. Petrescu A., Mârzan L., Codreanu O., Niculescu L. Immunohistochemical detection of p53 protein as a prognostic indicator in prostate carcinoma. Rom J Morphol Embryol. 2006;47:143–146.


20. Madani S.H., Ameli S., Khazaei S., Kanani M., Izadi B. Frequency of Ki-67 (MIB-1) and P53 expressions among patients with prostate cancer. Indian J Pathol Microbiol. 2011;54:688–691.


21. Kaplan L., Lee C., Schaeffer A.J. Effect of castration on experimental bacterial prostatitis in rats. Prostate. 1983;4(6):625–630. Doi: 10.1002/pros.2990040608.


22. Seo S.I., Lee S.J., Kim J.C., Choi Y.J., S.W .S.W., Hwang T.K., Cho Y.H. Effects of androgen deprivation on chronic bacterial prostatitis in a rat model. Int J Urol. 2003;10(9):485–491. Doi: 10.1046/j.1442-2042.2003.00666.x. PMID: 12941127..


23. Elkahwaji E., Zhong W., Janda L.M., Bjorling D.E., Bushman W. Chronic prostatic infection and inflammation induce reactive dysplasia and neoplasia in mice. J Urol 2006;175 (Suppl):258.


24. Elkahwaji J.E., Ott C.J., Janda L.M., Hopkins W.J. Mouse model for acute bacterial prostatitis in genetically distinct inbred strains. Urology. 2005;66(4):883–887. Doi: 10.1016/j.urology.2005.04.013.


25. Verma R, Gupta V, Singh J, Verma M, Gupta G, Gupta S, Sen R, Ralli M. Significance of p53 and ki-67 expression in prostate cancer. Urol Ann. 2015;7(4):488–493. Doi: 10.4103/0974-7796.158507.


26. Jiang T., Jiang H., Song X.S., Li X.C., Li Q.L. P53 expression and its clinical significance in prostatic carcinoma. Zhonghua Nan Ke Xue. 2005;11:448–451:454.


27. Olivier M., Hainaut P., Børresen-Dale A.L. (2007). Prognostic and Predictive Value of TP53 Mutations in Human Cancer. In: Hainaut, P., Wiman, K.G. (eds) 25 Years of p53 Research. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-2922-6_14


28. Bourdon J.C. p53 and its isoforms in cancer. Br J Cancer. 2007;97(3):277–282. Doi: 10.1038/sj.bjc.6603886.


29. Wang Y., Abenojar E.C., Wang J., de Leon A.C., Tavri S., Wang X., Gopalakrishnan R., Walker E., MacLennan G.T., Giles A., Czarnota G.J., Basilion J.P., Exner A.A. Development of a novel castration-resistant orthotopic prostate cancer model in New Zealand White rabbit. Prostate. 2022;82(6):695–705. Doi: 10.1002/pros.24314.


Об авторах / Для корреспонденции

А в т о р д л я с в я з и: Р. С. Исмаилов – к.м.н., ассистент кафедры урологии и репродуктивного здоровья человека (с курсом детской урологии-андрологии) ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России, Ростов-на-Дону, Россия; е-mail: dr.ruslan.ismailov@gmail.com


Похожие статьи

К содержанию номера

Бионика Медиа