bloodjourГематология и трансфузиологияRussian journal of hematology and transfusiology0234-57302411-3042ООО Издательский дом «Практика»10.18821/0234-5730-2016-61-2-81-87bloodjour-44Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESВлияние ударно-волнового воздействия микросекундного диапазона на опухолевые клеткиInfluence of the shock-wave pulses of microsecond-range on tumor cellshttps://orcid.org/0000-0003-2531-1561ВоробьевА. И.VorobievA. I.

Researcher ID: L-2684-2013

119991, г. Москва;

125167, г. Москва

Researcher ID: L-2684-2013

Moscow, 119991;

Moscow, 125167

 

https://orcid.org/0000-0001-5235-2356ГоргидзеЛ. А.GorgidzeL. A.

Researcher ID: P-8181-2014

125167, г. Москва

Researcher ID: P-8181-2014

Moscow, 119991

https://orcid.org/0000-0002-2720-5327ЗахаровВ. Н.ZakharovV. N.

117519, г. Москва

Moscow, 117519

https://orcid.org/0000-0002-9534-0475ЧечеткинВ. Г.ChechetkinV. G.

125047, г. Москва

Moscow, 125047

https://orcid.org/0000-0002-9849-6416КременецкаяО. С.KremenetskayaO. S.

Researcher ID: N-6388-2014

119991, г. Москва

Researcher ID: N-6388-2014

Moscow, 119991

https://orcid.org/0000-0001-5480-6374ШевелевА. А.ShevelevA. A.

125167, г. Москва

Moscow, 125167

https://orcid.org/0000-0002-1413-1154Шкловский-КордиН. Е.Shklovskiy-KordiN. E.

Шкловский-Корди Никита Ефимович, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник

ResearcherID is: F-7980-2016

125167, г. Москва

Shklovskiy-Kordi Nikita E., BD, PhD, senior researcher Hematological Research Center

ResearcherID is: F-7980-2016

125167, Moscow

 

nikitashk@gmail.comФГБУН «Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии» РАН; ФГБУ «Гематологический научный центр» Минздрава РоссииРоссияCenter for Theoretical Problems of Physico-Chemical Pharmacology; National Research Center for HematologyRussian FederationФГБУ «Гематологический научный центр» Минздрава РоссииРоссияCenter for Theoretical Problems of Physico-Chemical PharmacologyRussian FederationФНПЦ АО «Московский радиотехнический институт» РАНРоссияMoscow Radiotechnical Institute of Russian Academy of SciencesRussian FederationФГБУН «Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша» РАНРоссияKeldysh Institute of Applied Mathematics of Russian Academy of SciencesRussian FederationФГБУН «Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии» РАНРоссияCenter for Theoretical Problems of Physico-Chemical PharmacologyRussian FederationФГБУ «Гематологический научный центр» Минздрава РоссииРоссияNational Research Center for HematologyRussian Federation2016280220196128187Copyright © Воробьев А.И., Горгидзе Л.А., Захаров В.Н., Чечеткин В.Г., Кременецкая О.С., Шевелев А.А., Шкловский-Корди Н.Е., 20192019Воробьев А.И., Горгидзе Л.А., Захаров В.Н., Чечеткин В.Г., Кременецкая О.С., Шевелев А.А., Шкловский-Корди Н.Е.Vorobiev A.I., Gorgidze L.A., Zakharov V.N., Chechetkin V.G., Kremenetskaya O.S., Shevelev A.A., Shklovskiy-Kordi N.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.htjournal.ru/jour/article/view/44

Исследована возможность разрушения или структурных изменений злокачественных опухолевых клеток при воздействии на них коротких (микросекундного диапазона) ударно-волновых импульсов. Показано, что при воздействии на крупные опухолевые клетки ударно-волновых импульсов микросекундного диапазона наблюдаются изменения в структурной организации хроматина ядра, при этом удалось достигнуть эффекта повреждения именно опухолевых клеток, оставив неизменными здоровые.

The possibility of destruction or structural changes of tumor cells exposed to short (microsecond range) shock-wave pulses was investigated. It was shown that changes in the structural organization of the nuclear chromatin were observed under the influence of shock-wave pulses of microsecond range on large tumor cells. The effect of tumor cells damage was achieved, normal cells remained to be intact.

злокачественные опухолилимфомахроматинударно-волновое воздействиеультразвукmalignant tumorslymphomachromatinshock-wave influenceultrasoundИсследование было поддержано грантом Президента Российской Федерации (НШ 96-15-98100) и грантами Российского фонда фундаментальных исследований №13-07-00967, 13-07-00847, 14-07-00904, 16-29-12998, 16-07-01140, 16-07-01047А.The study was supported by Grant of the President of Russian Federation (НШ 96-15-98100) and RFBR 13-07-00967, 13-07-00847, 14-07-00904, 16-29-12998, 16-07-01140, 16-07-01047А.ReferencesБуров А.К., Андреевская Г.Д. Воздействие ультра-акустических колебаний высокой интенсивности на злокачественные опухоли у животных и человека. Доклады академии наук СССР. 1956; 106(3): 445–448.Burov A.K., Andreevskaya G.D. Exposure to ultrahigh intensity acoustic waves on malignant tumors in animals and humans. Reports of the Academy of Sciences of the USSR. Russian journal (Doklady akademii nauk SSSR) 1956; 106(3): 445–8. (in Russian)Буров В.А., Дмитриева Н.П., Руденко О.В. Нелинейный ультразвук: разрушение микроскопических биокомплексов и нетепловое воздействие на злокачественную опухоль. Доклады академии наук. 2002; 383(3): 401–4.Burov V.A., Dmitrieva N.P., Rudenko O.V. The non-linear ultrasound: the destruction of microscopic biological complexes and non-thermal effects on malignant tumor. Reports of the Academy of Sciences. Russian journal (Doklady akademii nauk). 2002; 383(3): 401–4. (in Russian)Воробьев А.И., Пяткин Е.К. Опухолевая прогрессия при лейкозах и ретикулезах. В кн.: И.А. Кассирский, ред. Генетика в гематологии. М.: Медицина; 1967: 316–27.Vorobiev A.I., Pyatkin E.K. Tumor progression in leukemia and reticulosis. In: I.A.Kassirskiy, ed. Genetics in hematology. Moscow: Mediсina; 1967: 316–27. (in Russian)Воробьев А.И. Опухолевая прогрессия и некоторые вопросы патогенеза лейкозов: Автореф. дис. … д-ра мед. наук. М.; 1968.Vorobiev A.I. Tumor progression and pathogenesis of leukemia a few questions. Dis. Moscow; 1968. (in Russian)Воробьев А.И. Опухолевая прогрессия в патогенезе лейкозов. Клиническая медицина. 1970; 4: 62–9.Vorobiev A.I. Tumor progression in the pathogenesis of leukemia. Clinical Medicine. Russian journal (Klinicheskaya meditsina). 1970; 4: 62–9. (in Russian)Воробьев А.И., Бриллиант М.Д. Изменение размеров ядер патологических клеток. Материалы научно-практических работ 6-й клинической больницы Минздрава СССР. М.; 1968.Vorobiev A.I., Brilliant M.D. Changing the nuclei pathological cell size. Materials of scientifc-practical works of the 6th Clinical Hospital of the Ministry of Health SSSR. Moscow; 1968. (in Russian)Воробьев А.И., Бриллиант М.Д. Связь изменений ядер патологических клеток с некоторыми особенностями патогенеза хронического лимфолейкоза. Материалы краевой конференции терапевтов и гематологов «Современные проблемы хронического лимфолейкоза». Сочи; 1972.Vorobiev A.I., Brilliant M.D. Communication changes nuclei abnormal cells with some features of the pathogenesis of chronic lymphocytic leukemia. In: Modern problems of chronic lymphocytic leukemia: Proceedings of the: regionary physicians and hematologists conference. Sochi; 1972. (in Russian)Kremkau F.W., Kaufmann J.S., Walker M.M., Burch P.G., Spurr C.L. Ultrasonic enhancement of nitrogen mustard cytotoxicity in mouse leukemia. Cancer. 1976; 37(4): 1643–7.Kremkau F.W., Kaufmann J.S., Walker M.M., Burch P.G., Spurr C.L. Ultrasonic enhancement of nitrogen mustard cytotoxicity in mouse leukemia. Cancer. 1976; 37(4): 1643–7.Rosenthal I., Sostaric J.Z., Riesz P. Sonodynamic therapy – a review of the synergistic effects of drugs and ultrasound. Ultrason Sonochem. 2004; 11(6): 349–63.Rosenthal I., Sostaric J.Z., Riesz P. Sonodynamic therapy – a review of the synergistic effects of drugs and ultrasound. Ultrason Sonochem. 2004; 11(6): 349–63.Yang S., Wang P., Wang X., Zhang K., Zhang X., Liu Q. Effcacy of combined therapy with paclitaxel and lowlevel ultrasound in human chronic myelogenous leukemia cell line K562. J. Drug. Target. 2013; 21(9): 874–84. doi: 10.3109/1061186X.2013.830309.Yang S., Wang P., Wang X., Zhang K., Zhang X., Liu Q. Effcacy of combined therapy with paclitaxel and lowlevel ultrasound in human chronic myelogenous leukemia cell line K562. J. Drug. Target. 2013; 21(9): 874–84. doi: 10.3109/1061186X.2013.830309.He H., Yu T., Zhang Y. The interaction between a drug and ultrasound in sonochemotherapy against ovarian cancers. Ultraschall Med. 2012; 33(3): 275–82. doi: 10.1055/s-0029-1245876.He H., Yu T., Zhang Y. The interaction between a drug and ultrasound in sonochemotherapy against ovarian cancers. Ultraschall Med. 2012; 33(3): 275–82. doi: 10.1055/s-0029-1245876.Espinosa S., Asproulis N., Drikakis D. Chemotherapy effciency increase via shock wave interaction with biological membranes: a molecular dynamics study. Microfluidics and nanofluidics. 2014; 16(4): 613–22. ISSN 1613-4982Espinosa S., Asproulis N., Drikakis D. Chemotherapy effciency increase via shock wave interaction with biological membranes: a molecular dynamics study. Microfluidics and nanofluidics. 2014; 16(4): 613–22. ISSN 1613-4982Khokhlova V.A., Fowlkes J.B., Roberts W.W., Schade G.R., Xu Z., Khokhlova T.D., et al. Histotripsy methods in mechanical disintegration of tissue: Towards clinical applications. Int. J. Hyperthermia. 2015; 31(2): 145–62. doi: 10.3109/02656736.2015.1007538.Khokhlova V.A., Fowlkes J.B., Roberts W.W., Schade G.R., Xu Z., Khokhlova T.D., et al. Histotripsy methods in mechanical disintegration of tissue: Towards clinical applications. Int. J. Hyperthermia. 2015; 31(2): 145–62. doi: 10.3109/02656736.2015.1007538.Randazzo R.F., Chaussy C.G., Fuchs G.J., Bhuta S.M., Lovrekovich H., deKernion J.B. The in vitro and in vivo effects of extracorporeal shock waves on malignant cells. Urol. Res. 1988; 16(6): 419–26.Randazzo R.F., Chaussy C.G., Fuchs G.J., Bhuta S.M., Lovrekovich H., deKernion J.B. The in vitro and in vivo effects of extracorporeal shock waves on malignant cells. Urol. Res. 1988; 16(6): 419–26.Delius M. Biological effect of shock waves–more than “just” lithotripsy? Zentralbl Chir. 1995; 120(4): 259–73.Delius M. Biological effect of shock waves–more than “just” lithotripsy? Zentralbl Chir. 1995; 120(4): 259–73.Lukes P., Fernández F., Gutiérrez-Aceves J., Fernández E., Alvarez U.M., Sunka P., et al. Tandem shock waves in medicine and biology: a review of potential applications and successes. Shock Waves. 2015; 26(1): 1–23. doi: 10.1007/s00193-015-0577-0Lukes P., Fernández F., Gutiérrez-Aceves J., Fernández E., Alvarez U.M., Sunka P., et al. Tandem shock waves in medicine and biology: a review of potential applications and successes. Shock Waves. 2015; 26(1): 1–23. doi: 10.1007/s00193-015-0577-0Benes J., Pouckova P., Zeman J., Zadinova M., Sunka P., Lukes P., Kolarova H. Effects of tandem shock waves combined with photosan and cytostatics on the growth of tumours. Folia Biol. (Praha). 2011; 57(6): 255–60.Benes J., Pouckova P., Zeman J., Zadinova M., Sunka P., Lukes P., Kolarova H. Effects of tandem shock waves combined with photosan and cytostatics on the growth of tumours. Folia Biol. (Praha). 2011; 57(6): 255–60.Clayman R.V., Long S., Marcus M. High-energy shock waves: in vitro effects. Am. J. Kidney Dis. 1991; 17(4): 436–44.Clayman R.V., Long S., Marcus M. High-energy shock waves: in vitro effects. Am. J. Kidney Dis. 1991; 17(4): 436–44.Hoshi S., Orikasa S., Suzuki K., Saitoh T., Takahashi T., Yoshikawa K., et al. High-energy underwater shock wave treatment for internal iliac muscle metastasis of prostatic cancer: a frst clinical trial. Jpn. J. Cancer Res. 1995; 86(5): 424–8.Hoshi S., Orikasa S., Suzuki K., Saitoh T., Takahashi T., Yoshikawa K., et al. High-energy underwater shock wave treatment for internal iliac muscle metastasis of prostatic cancer: a frst clinical trial. Jpn. J. Cancer Res. 1995; 86(5): 424–8.Marano F., Argenziano M., Frairia R., Adamini A., Bosco O., Rinella L., et al. Doxirubicin-loaded nanobubbles combined with exstracorporel shok waves: basis for a new drug delivery tool in anaplastic thyroid cancer. Thyroid. 2016: http://www.amedeo.com/medicine/thy/thy2.htmMarano F., Argenziano M., Frairia R., Adamini A., Bosco O., Rinella L., et al. Doxirubicin-loaded nanobubbles combined with exstracorporel shok waves: basis for a new drug delivery tool in anaplastic thyroid cancer. Thyroid. 2016: http://www.amedeo.com/medicine/thy/thy2.htmStephenson T.J. Extracorporeal gall bladder lithotripsy – a review of tissue and cellular effects. J. Pathol. 1996: 179(1): 4–9.Stephenson T.J. Extracorporeal gall bladder lithotripsy – a review of tissue and cellular effects. J. Pathol. 1996: 179(1): 4–9.Plaisier P.W., van der Hul R.L., Terpstra O.T., Bruining H.A. Current role of extracorporeal shockwave therapy in surgery. Br. J. Surg. 1994; 81(2): 174–81.Plaisier P.W., van der Hul R.L., Terpstra O.T., Bruining H.A. Current role of extracorporeal shockwave therapy in surgery. Br. J. Surg. 1994; 81(2): 174–81.Мастихин И.В., Николин В.П., Чесленко В.С., Зеленцов Е.Л., Майер В.А., Дикалов C.И. Повышение чувствительности опухолевых клеток к циклофосфану в результате ударно-волнового воздействия. Доклады академии наук. 1995; 342(2): 262–4.Mastikhin I.V., Nikolin V.P., Cheslenko V.S., Zelentsov E.L., Mayer V.A., Dikalov C.I. Increasing the sensitivity of tumor cells to cyclophosphamide in the results, those shock-wave action. Reports of the Academy of Sciences. Russian journal (Doklady akademii nauk). 1995; 342(2): 262–4. (in Russian)Тесленко В.С. Воздействие ударных волн и цитостатиков на опухолевые клетки. В сборнике научных трудов 3-го научного семинара СНГ по акустике неоднородных сред Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения РАН. 1995; Вып. 110. Акустика неоднородных сред: 170–6.Teslenko V.S. The effect of the shock waves and cytostatic drugs on tumor cells. Proceedings of the 3rd CIS scientifc seminar on the acoustics of inhomogeneous media, Institute of Hydrodynamics n.a. M.A. Lavrentieva of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences. 1995; Issue 110: 170–6. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.