Цель исследования

cancersp

Южно-Российский онкологический журнал/ South Russian Journal of Cancer

South Russian Journal of Cancer

2686-9039

АНО "Перспективы онкологии"

10.37748/2686-9039-2022-3-4-3

cancersp-186

Research Article

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

ORIGINAL ARTICLES

Изменение патофизиологии роста опухоли и функциональной активности гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси у крыс обоего пола при развитии карциномы Герена на фоне гипотиреоза

Changes in pathophysiology of tumor growth and functional activity of the hypothalamic-pituitary-thyroid axis in rats of both sexes with the development of Guerin's carcinoma on the background of hypothyroidism

https://orcid.org/0000-0003-3618-6890

Франциянц

Е. М.

Frantsiyants

E. M.

Франциянц Елена Михайловна - д.б.н., профессор, заместитель генерального директора по научной работе,

г. Ростов-на-Дону

SPIN: 9427-9928,

AuthorID: 462868,

ResearcherID: Y-1491-2018,

Scopus Author ID: 55890047700

Elena M. Frantsiyants - Dr. Sci. (Biol.), professor, deputy general director for science,

Rostov-on-Don

SPIN: 9427-9928,

AuthorID: 462868,

ResearcherID: Y-1491-2018,

Scopus Author ID: 55890047700

super.gormon@yandex.ru

https://orcid.org/0000-0002-2302-8271

Бандовкина

В. А.

Bandovkina

V. A.

Бандовкина Валерия Ахтямовна - д.б.н., старший научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей,

г. Ростов-на-Дону

SPIN: 8806-2641,

AuthorID: 696989

Valeriya A. Bandovkina - Dr. Sci. (Biol.), senior researcher of the laboratory for the study of pathogenesis of malignant tumors,

Rostov-on-Don

SPIN: 8806-2641,

AuthorID: 696989

valerryana@yandex.ru

https://orcid.org/0000-0002-3972-2452

Каплиева

И. В.

Kaplieva

I. V.

Каплиева Ирина Викторовна - д.м.н., заведующая лабораторией изучения патогенеза злокачественных опухолей,

г. Ростов-на-Дону

SPIN: 5047-1541,

AuthorID: 734116

Irina V. Kaplieva - Dr. Sci. (Med.), senior researcher of the laboratory for the study of pathogenesis of malignant tumors,

Rostov-on-Don

SPIN: 5047-1541,

AuthorID: 734116

kaplirina@yandex.ru

https://orcid.org/0000-0002-4318-7587

Сурикова

Е. И.

Surikova

E. I.

Сурикова Екатерина Игоревна - к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей,

г. Ростов-на-Дону

SPIN: 2401-4115,

AuthorID: 301537

Ekaterina I. Surikova - Cand. Sci. (Biol.), senior researcher of the laboratory for the study of pathogenesis of malignant tumors,

Rostov-on-Don

SPIN: 2401-4115,

AuthorID: 301537

sunsur2000@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-7395-3086

Нескубина

И. В.

Neskubina

I. V.

Нескубина Ирина Валерьевна - к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей,

г. Ростов-на-Дону

SPIN: 3581-8531,

AuthorID: 794688

Irina V. Neskubina - Cand. Sci. (Biol.), senior researcher at the laboratory for the study of the pathogenesis of malignant tumors,

Rostov-on-Don

SPIN: 3581-8531,

AuthorID: 794688

neskubina.irina@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-2674-9832

Погорелова

Ю. А.

Pogorelova

Yu. A.

Погорелова Юлия Александровна - к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей,

г. Ростов-на-Дону

SPIN: 2168-8737,

AuthorID: 558241

Yuliya A. Pogorelova - Cand. Sci. (Biol.), senior researcher at laboratory of malignant tumor pathogenesis study,

Rostov-on-Don

SPIN: 2168-8737,

AuthorID: 558241

flora-73@yandex.ru

https://orcid.org/0000-0002-9749-2747

Трепитаки

Л. К.

Trepitaki

L. K.

Трепитаки Лидия Константиновна - научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей,

г. Ростов-на-Дону

SPIN: 2052-1248,

AuthorID: 734359

Lidiya K. Trepitaki - researcher at the laboratory for the study of pathogenesis of malignant tumors,

Rostov-on-Don

SPIN: 2052-1248,

AuthorID: 734359

legolab69@yandex.ru

https://orcid.org/0000-0002-3711-8155

Черярина

Н. Д.

Cheryarina

N. D.

Черярина Наталья Дмитриевна - врач-лаборант лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей,

г. Ростов-на-Дону

SPIN: 2189-3404,

AuthorID: 558243

Natalya D. Cheryarina - laboratory assistant at the laboratory for the study of the pathogenesis of malignant tumors,

Rostov-on-Don

SPIN: 2189-3404,

AuthorID: 558243

scalolas.92@yandex.ru

https://orcid.org/0000-0003-2713-8598

Немашкалова

Л. А.

Nemashkalova

L. A.

Немашкалова Людмила Анатольевна - научный сотрудник лаборатории изучения патогенеза злокачественных опухолей,

г. Ростов-на-Дону

SPIN: 1355-8652,

AuthorID: 734146

Lyudmila A. Nemashkalova - researcher at the laboratory for the study of the pathogenesis of malignant tumors,

Rostov-on-Don

SPIN: 1355-8652,

AuthorID: 734146

nemalit@mail.ru

https://orcid.org/0000-0003-2739-1307

Аракелова

А. Ю.

Arakelova

A. Yu.

Аракелова Алина Юрьевна - аспирант отделения абдоминальной онкологии № 1,

г. Ростов-на-Дону

Alina Yu. Arakelova - PhD student of the department of abdominal oncology No. 1,

Rostov-on-Don

alina.rybkina@mail.ru

НМИЦ онкологииРоссияNational Medical Research Centre for OncologyRussian Federation

2022

21112022

342639

2022

Франциянц Е.М., Бандовкина В.А., Каплиева И.В., Сурикова Е.И., Нескубина И.В., Погорелова Ю.А., Трепитаки Л.К., Черярина Н.Д., Немашкалова Л.А., Аракелова А.Ю.

Frantsiyants E.M., Bandovkina V.A., Kaplieva I.V., Surikova E.I., Neskubina I.V., Pogorelova Y.A., Trepitaki L.K., Cheryarina N.D., Nemashkalova L.A., Arakelova A.Y.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.cancersp.com/jour/article/view/186

Цель исследования

Цель исследования. Изучение изменения патофизиологических параметров роста перевивной опухоли и функциональной активности гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси (ГГТ) у крыс обоего пола с карциномой Герена на фоне индуцированного гипотиреоза.

Материалы и методы

Материалы и методы. У белых беспородных крыс обоего пола с подкожно перевитой карциномой Герена на фоне индуцированного тиреостатиком гипотиреоза (основная группа) изучали динамику роста опухоли и среднюю продолжительность жизни, радиоиммунным и иммуноферментным методами (РИА и ИФА) определяли содержание тиреоидных гормонов в крови, щитовидной железе и в образцах опухоли, тиреотропного рилизинг гормона в гипоталамусе и тиреотропного гормона (ТТГ) в гипофизе. В эксперименте использовали 2 контрольные группы: животные обоего пола с гипотиреозом –контрольная группа № 1 (по 15 животных) и контрольная группа № 2–самостоятельный рост опухоли – подкожная перевивка карциномы Герена (по 15 животных).

Результаты

Результаты. У самок крыс гипотиреоз вызвал торможение роста перевивной опухоли и увеличение средней продолжительности жизни в 1,8 раза (р < 0,05). У самцов основной группы подобного эффекта не наблюдали. У самок основной группы установлено снижение уровня регуляторных пептидов гипоталамуса и гипофиза, тогда как у самцов уровень ТТГ в гипофизе повышался несмотря на снижение ТГ-рилизинга в 3,5 раза. В щитовидной железе и крови у животных обоего пола установлено снижение содержания ТГ, однако в опухоли установлено падение уровня общего и свободного тироксина (Т4 и FT4) в 1,6 раза и в 2,8 раза соответственно, образцы карциномы Герена у самцов основной группы оставались насыщенными Т4 и FT4 также, как и в контрольной, у животных без индуцированного гипотиреоза.

Заключение

Заключение. Выявленные в настоящем исследовании половые различия в патофизиологии течения злокачественного процесса на фоне гипотиреоза, а также изменения функциональной активности ГГТ оси у экспериментальных животных, вероятно, могут быть связаны с половыми гормонами, что требует дальнейшего исследования гипоталамогипофизарно-гонадной (ГГГ) оси и показателей стероидных гормонов в периферических органах и образцах опухоли.

Purpose of the study

Purpose of the study. Was to analyze changes in pathophysiological parameters of transplantable tumor growth and functional activity of the hypothalamic-pituitary-thyroid axis (HPT) in rats of both sexes with Guerin's carcinoma in presence of induced hypothyroidism.

Materials and methods

Materials and methods. The dynamics of tumor growth and average life span were assessed in white alley rats of both sexes with Guerins carcinoma transplanted subcutaneously on the background of thyreostatic induced hypothyroidism. RIA (radioimmune assay) and ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) methods were used to determine levels of thyroid hormones in the blood and thyroid and tumor samples, and thyrotropin-releasing hormone (TRH) in the hypothalamus, as well as TSH in the pituitary gland. The experiment included 2 control groups: animals of both sexes with hypothyroidism (control group 1, number of rodents = 15) and animals with subcutaneously transplanted Guerin's carcinoma without hypothyroidism (control group 2, number of rodents = 15).

Results

Results. Hypothyroidism in female rats inhibited the tumor growth and improved median survival by 1.8 times (p < 0.05). No such effect was observed in males of the main group. Levels of regulatory peptides of the hypothalamus and pituitary gland declined in females of the main group, while levels of TSH in the pituitary gland in males increased, despite a decrease in TRH by 3.5 times. TSH levels decreased in the thyroid and blood of animals of both sexes; however, a decrease in levels of total and free circulating thyroxine (T4 and FT4) by 1.6 times and by 2.8 times was found in the tumor, respectively; samples of Guerin's carcinoma in males of the main group remained saturated with T4 and FT4 as well as and in control group rodents without induced hypothyroidism.

Conclusions

Conclusions. The gender differences in the pathophysiology of the tumor development in presence of hypothyroidism, as well as changes in the functional activity of the HPT axis in experimental animals revealed in this study can probably be associated with sex hormones, which requires further study of the hypothalamic-pituitary-gonadal (HPG) axis and steroid hormones in peripheral organs and tumor samples.

карцинома Геренагипотиреозгипоталамо-гипофизарно-тиреоидная осьтиреоидные гормоны

Guerin's carcinomahypothyroidismhypothalamic-pituitary-thyroid axisthyroid hormones

References1

Barr CE, Njoku K, Hotchkies L, Ryan NAJ, Wan YL, Davies DA, et al. Does Clinical and Biochemical Thyroid Dysfunction Impact on Endometrial Cancer Survival Outcomes? A Prospective Database Study. Cancers (Basel). 2021 Oct 29;13(21):5444. https://doi.org/10.3390/cancers13215444

Giammanco M, Di Liegro CM, Schiera G, Di Liegro I. Genomic and Non-Genomic Mechanisms of Action of Thyroid Hormones and Their Catabolite 3,5-Diiodo-L-Thyronine in Mammals. Int J Mol Sci. 2020 Jun 10;21(11):E4140. https://doi.org/10.3390/ijms21114140

Shahid MA, Ashraf MA, Sharma S. Physiology, Thyroid Hormone. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2022 Jan. 2022 May 8.

Baldini E, Lauro A, Tripodi D, Pironi D, Amabile MI, Ferent IC, et al. Thyroid Diseases and Breast Cancer. J Pers Med. 2022 Jan 25;12(2):156. https://doi.org/10.3390/jpm12020156

Anguiano B, Montes de Oca C, Delgado-González E, Aceves C. Prostate gland as a target organ of thyroid hormones: advances and controversies. Endocr Connect. 2022 Feb 14;11(2):e210581. https://doi.org/10.1530/EC-21-0581

Wilson SA, Stem LA, Bruehlman RD. Hypothyroidism: Diagnosis and Treatment. Am Fam Physician. 2021 May 15;103(10):605– 613. https://www.aafp.org/afp/2021/0515/p605.html

Planck T, Hedberg F, Calissendorff J, Nilsson A. Liothyronine Use in Hypothyroidism and its Effects on Cancer and Mortality. Thyroid. 2021 May;31(5):732–739. https://doi.org/10.1089/thy.2020.0388

Tran TVT, Kitahara CM, de Vathaire F, Boutron-Ruault MC, Journy N. Thyroid dysfunction and cancer incidence: a systematic review and meta-analysis. Endocr Relat Cancer. 2020 Apr;27(4):245–259. https://doi.org/10.1530/ERC-19-0417

Xu L, Leng C, Chen L, Dong H, Chen Y, Chen X. Hypothyroidism is a predictive factor of superior antitumour efficacy of programmed death 1 inhibitors in hepatocellular carcinoma. Int J Cancer. 2022 Feb 1;150(3):472–481. https://doi.org/10.1002/ijc.33813

Huang CH, Wei JCC, Chien TC, Kuo CW, Lin SH, Su YC, et al. Risk of Breast Cancer in Females With Hypothyroidism: A Nationwide, Population-Based, Cohort Study. Endocr Pract. 2021 Apr;27(4):298–305. https://doi.org/10.1016/j.eprac.2020.09.007

Kim EY, Chang Y, Lee KH, Yun JS, Park YL, Park CH, et al. Serum concentration of thyroid hormones in abnormal and euthyroid ranges and breast cancer risk: A cohort study. Int J Cancer. 2019 Dec 15;145(12):3257–3266. https://doi.org/10.1002/ijc.32283

Khan SR, Chaker L, Ruiter R, Aerts JGJV, Hofman A, Dehghan A, et al. Thyroid Function and Cancer Risk: The Rotterdam Study. J Clin Endocrinol Metab. 2016 Dec;101(12):5030–5036. https://doi.org/10.1210/jc.2016-2104

Wang Y, Zhou R, Wang J. Relationship between Hypothyroidism and Endometrial Cancer. Aging Dis. 2019 Feb;10(1):190–196. https://doi.org/10.14336/AD.2018.0224

Krashin E, Piekiełko-Witkowska A, Ellis M, Ashur-Fabian O. Thyroid Hormones and Cancer: A Comprehensive Review of Preclinical and Clinical Studies. Front Endocrinol (Lausanne). 2019;10:59. https://doi.org/10.3389/fendo.2019.00059

Maruzzo M, Verzoni E, Vitale MG, Dionese M, Buti S, Galli L, et al. Prognostic Value of Thyroid Hormone Ratio in Patients With Advanced Metastatic Renal Cell Carcinoma: Results From the Threefour Study (Meet-URO 14). Front Oncol. 2021;11:787835. https://doi.org/10.3389/fonc.2021.787835

Wu CC, Islam MM, Nguyen PA, Poly TN, Wang CH, Iqbal U, et al. Risk of cancer in long-term levothyroxine users: Retrospective population-based study. Cancer Sci. 2021 Jun;112(6):2533–2541. https://doi.org/10.1111/cas.14908

Voulgari PV, Venetsanopoulou AI, Kalpourtzi N, Gavana M, Vantarakis A, Hadjichristodoulou C, et al. Thyroid dysfunction in Greece: Results from the national health examination survey EMENO. PLoS One. 2022;17(3):e0264388. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0264388

Chaker L, Bianco AC, Jonklaas J, Peeters RP. Hypothyroidism. Lancet. 2017 Sep 23;390(10101):1550–1562. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(17)30703-1

Fliers E, Boelen A. An update on non-thyroidal illness syndrome. J Endocrinol Invest. 2021 Aug;44(8):1597–1607. https://doi.org/10.1007/s40618-020-01482-4

Guo J, Hong Y, Wang Z, Li Y. Analysis of the Incidence of Euthyroid Sick Syndrome in Comprehensive Intensive Care Units and Related Risk Factors. Front Endocrinol (Lausanne). 2021;12:656641. https://doi.org/10.3389/fendo.2021.656641

Франциянц Е. М., Бандовкина В. А., Моисеенко Т. И., Мягкова Т. Ю., Чалабова Т. Г., Адамян М. Л. и др. Изменения функциональной активности щитовидной железы у пациенток с опухолями оставленного после гистерэктомии яичника. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015;(8-1):59–62.

Frantsiyants EM, Bandovkina VA, Moiseenko TI, Myagkova TY, Chalabova TG, Adamyan ML, et al. Changes in the functional activity of the thyroid gland in patients with tumors of the ovary left after hysterectomy. International Journal of Applied and Fundamental Research. 2015;(8-1):59–62. (In Russ.).

Козлова М. Б., Франциянц Е. М., Владимирова Л. Ю., Анапалян В. Х., Бандовкина В. А., Светицкая Я. В. и др. Тиреоидный и глюкокортикоидный статус у больных со злокачественной и доброкачественной патологией молочных желез. Сибирский онкологический журнал. 2009;(4):52–56.

Kozlova MB, Frantziyantz EM, Vladimirova LYu, Anapalyan VKh, Bandovkina VA, Svetitskaya YaV, et al. Thyroid and glucocorticoid status of patients with benign and malignant pathology of the breast. Siberian Journal of Oncology. 2009;(4):52–56. (In Russ.).

Козлова М. Б., Франциянц Е. М., Салатова А. М., Комарова Е. Ф., Погорелова Ю. А. Первичные опухоли и их метастазы в головной мозг: особенности влияния на системный статус тиреоидных гормонов и кортизола. Фундаментальные исследования. 2014;(7-1):81–86.

Kozlova MB, Frantsiyants EM, Salatova AM, Komarova EF, Pogorelova YuA. Primary tumors and their metastases to the brain: particularities of influence on the systemic status of thyroid hormones and cortisol. Fundamental Research. 2014;(7- 1):81–86. (In Russ.).

Котиева И. М., Кит О. И., Франциянц Е. М., Бандовкина В. А., Каплиева И. В., Погорелова Ю. А. и др. Содержание гормонов в ткани щитовидной железы в динамике роста перевивной меланомы В16/F10, воспроизведенной на фоне хронической нейрогенной боли у самок мышей. Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. 2017;(4-2(196-2)):76–83.

Kotieva IM, Kit OI, Frantsiyants EM, Bandovkina VA, Kaplieva IV, Pogorelova YuA, et al. Hormone levels in thyroid tissues in the dynamics of growth of transplantable b16/f10 melanoma in female mice with chronic neurogenic pain. News of Higher Educational Institutions. The North Caucasus region. Series: Natural Sciences. 2017;(4-2(196-2)):76–83. (In Russ.).

Кит О. И., Франциянц Е. М., Бандовкина В. А., Черярина Н. Д., Исламова Е. Ф., Черкес М. А. и др. Особенности тиреоидного статуса у самок и самцов мышей С57/BL6 в процессе роста перевивной меланомы В16/F10. Международный журнал экспериментального образования. 2016;(10-2):257–258.

Kit OI, Frantsiyants EM, Bandovkina VA, Cheryarina ND, Islamova EF, Cherkes MA, et al. Features of thyroid status in female and male C57/BL6 mice during the growth of transfused melanoma B16/F10. International Journal of Experimental Education. 2016;(10-2):257–258. (In Russ.).

Кит О. И., Франциянц Е. М., Бандовкина В. А., Черярина Н. Д. Половые различия функционирования щитовидной железы в динамике роста перевивной меланомы B16/F10 у мышей. Российский онкологический журнал. 2016;21(5):253–258. https://doi.org/10.18821/1028-9984-2016-21-5-253-258

Kit OI, Frantsiyants EM, Bandovkina VA, Cheryarina ND. Gender differences in the function of thyroid gland in the dynamics of the growth of transplantable B16/F10 melanoma in mice. Russian Journal of Oncology. 2016;21(5):253–258. (In Russ.).

Франциянц Е. М., Бандовкина В. А., Каплиева И. В., Трепитаки Л. К., Черярина Н. Д., Димитриади С. Н. и др. Влияние роста перевивной меланомы в16/f10 на функционирование гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой и тиреоидной осей организма у самцов и самок мышей. Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. 2017;(3-2(195-2)):118–124.

Franzyants EM, Bandovkina VA, Kaplieva IV, Tripitaki LK, Cheryarina ND, Dimitriadi SN, et al. The effect of the growth of primary melanoma b16/f10 on the functioning of the hypothalamic-pituitary-adrenal and thyroid axes of the body in male and female mice. News of higher educational institutions. News of higher educational institutions. The North Caucasus Region. Series: Natural Sciences. 2017;(3-2(195-2)):118–124. (In Russ.).

Asai K, Shirakabe A, Kiuchi K, Kobayashi N, Okazaki H, Matsushita M, et al. Relation of Low Triiodothyronine Syndrome Associated With Aging and Malnutrition to Adverse Outcome in Patients With Acute Heart Failure. Am J Cardiol. 2020 Feb 1;125(3):427–435. https://doi.org/10.1016/j.amjcard.2019.10.051

Zyla LE, Cano R, Gómez S, Escudero A, Rey L, Santiano FE, et al. Effects of thyroxine on apoptosis and proliferation of mammary tumors. Mol Cell Endocrinol. 2021 Dec 1;538:111454. https://doi.org/10.1016/j.mce.2021.111454

Calissendorff J, Falhammar H. To Treat or Not to Treat Subclinical Hypothyroidism, What Is the Evidence? Medicina (Kaunas). 2020 Jan 19;56(1):40. https://doi.org/10.3390/medicina56010040

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