ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2022-4-114-120ssmu-5031Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSЭффекты плазменной кислоты на ткани матки крыс in vitroEffects of plasma acid on rat uterine tissue in vitrohttps://orcid.org/0000-0003-4441-9025СалминВ. В.SalminV. V.

Салмин Владимир Валерьевич – доктор физико-математических наук, доцент, зав. кафедрой медицинской и биологической физики

660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1

1, Partizana Zheleznyaka Str., Krasnoyarsk, 660022

vsalmin@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-6280-9233ПеревертовТ. А.PerevertovT. A.

Перевертов Тимофей Андреевич – студент

660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1

1, Partizana Zheleznyaka Str., Krasnoyarsk, 660022

dmchernov26@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5656-4636МурадянГ. А.MuradyanG. A.

Мурадян Гоар Аматуновна – лаборант, лаборатория медицинской кибернетики и управления в здравоохранении

660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1

1, Partizana Zheleznyaka Str., Krasnoyarsk, 660022

muradyan.goar1@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-7540-4144ГудковаЕ. С.GudkovaE. S.

Гудкова Елизавета Сергеевна – врач-ординатор

194100, г. Санкт-Петербург, ул. Литовская, 2

2, Litovskaya Str., St. Petersburg, 194100

miss.gudcova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9969-9808ЭповаА. С.EpovaA. S.

Эпова Анна Сергеевна – аспирант, кафедра оперативной гинекологии ИПО

660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1

1, Partizana Zheleznyaka Str., Krasnoyarsk, 660022

annaepova23@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7814-4176КутяковВ. А.KutyakovV. A.

Кутяков Виктор Андреевич – кандидат биологических наук, эксперт, Красноярское краевое бюро судебно-медицинской экспертизы; доцент кафедры биологической химии с курсами медицинской, фармацевтической и токсикологической химии, КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого

660049, г. Красноярск, nр. Мира, 3,5

660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1

1, Partizana Zheleznyaka Str., Krasnoyarsk, 660022,

25, Mira Av., Krasnoyarsk, 660049

koutjakov@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4017-1125ЛычковскаяЕ. В.LychkovskayaE. V.

Лычковская Елена Викторовна – старший преподаватель, кафедра биологической химии с курсами медицинской, фармацевтической и токсикологической химии

660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1

1, Partizana Zheleznyaka Str., Krasnoyarsk, 660022

lychk-elena@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6905-980XЧекишеваТ. Н.ChekishevaT. N.

Чекишева Татьяна Николаевна – ассистент, кафедра анатомии человека

660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1

1, Partizana Zheleznyaka Str., Krasnoyarsk, 660022

maksi726@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2386-5798СемичевЕ. В.SemichevE. V.

Семичев Евгений Васильевич – доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник, НИИ молекулярной медицины и патобиохимии

660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1

1, Partizana Zheleznyaka Str., Krasnoyarsk, 660022

evsemichev@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0033-3804МалиновскаяН. А.MalinovskayaN. A.

Малиновская Наталия Александровна – доктор медицинских наук, заведующая кафедрой биологической химии с курсами медицинской, фармацевтической и токсикологической химии

660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1

1, Partizana Zheleznyaka Str., Krasnoyarsk, 660022

malinovskaya-na@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7757-6628МедведеваН. Н.MedvedevaN. N.

Медведева Надежда Николаевна – доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой анатомии человека

660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1

1, Partizana Zheleznyaka Str., Krasnoyarsk, 660022

medvenad@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2899-8103МакаренкоТ. А.MakarenkoT. A.

Макаренко Татьяна Александровна – доктор медицинских наук, доцент, заведующая кафедрой оперативной гинекологии ИПО

660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1

1, Partizana Zheleznyaka Str., Krasnoyarsk, 660022

makarenko7777@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4012-6348СалминаА. Б.SalminaA. B.

Салмина Алла Борисовна – доктор медицинских наук, профессор, главный научный сотрудник, руководитель лаборатории экспериментальной нейроцитологии, отдел исследований мозга, Научный центр неврологии, г. Москва; главный научный сотрудник, НИИ молекулярной медицины и патобиохимии, КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого

125367, г. Москва, Волоколамское шоссе, 80 ,

660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1

1, Partizana Zheleznyaka Str., Krasnoyarsk, 660022,

80, Volokolamskoe Highway, Moscow, 125367

allasalmina@mail.ruКрасноярский государственный медицинский университет (КрасГМУ) им. проф. В.Ф. Войно-ЯсенецкогоРоссияV.F. Voino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical UniversityRussian FederationСанкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университетРоссияSt. Petersburg State Pediatric Medical UniversityRussian FederationКрасноярский государственный медицинский университет (КрасГМУ) им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого; Красноярское краевое бюро судебно-медицинской экспертизыРоссияV.F. Voino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical University; Krasnoyarsk Regional Bureau of Forensic Medical ExaminationRussian FederationКрасноярский государственный медицинский университет (КрасГМУ) им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого; Научный центр неврологииРоссияV.F. Voino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical University; Scientific Center of NeurologyRussian Federation202221012023214114120Copyright © Салмин В.В., Перевертов Т.А., Мурадян Г.А., Гудкова Е.С., Эпова А.С., Кутяков В.А., Лычковская Е.В., Чекишева Т.Н., Семичев Е.В., Малиновская Н.А., Медведева Н.Н., Макаренко Т.А., Салмина А.Б., 20232023Салмин В.В., Перевертов Т.А., Мурадян Г.А., Гудкова Е.С., Эпова А.С., Кутяков В.А., Лычковская Е.В., Чекишева Т.Н., Семичев Е.В., Малиновская Н.А., Медведева Н.Н., Макаренко Т.А., Салмина А.Б.Salmin V.V., Perevertov T.A., Muradyan G.A., Gudkova E.S., Epova A.S., Kutyakov V.A., Lychkovskaya E.V., Chekisheva T.N., Semichev E.V., Malinovskaya N.A., Medvedeva N.N., Makarenko T.A., Salmina A.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/5031

Целью исследования является оценка влияния плазменной кислоты на ткани матки лабораторных животных in vitro.

Материалы и методы

Материалы и методы. Обработка раствора диметилсульфоксида в воде и воды для инъекций искровым разрядом в атмосфере приводила к снижению pH, что соответствовало формированию в растворах плазменной кислоты. Мы инкубировали ткани матки in vitro в плазменной кислоте при комнатной температуре в течение 30 мин. Обработанные ткани исследовались гистологически и иммуногистохимически.

Результаты

Результаты. Нами показано, что плазменная кислота обладает выраженной биологической активностью. Иммуногистохимическим методом мы зарегистрировали, что, в зависимости от типа раствора, плазменная кислота изменяет в клетках формирование продуктов нитрозативного повреждения белков (3-NT) и окислительного повреждения ДНК (8-OHdG), модулирует количество клеток с высоким пролиферативным потенциалом (в том числе CD133+ клеток), продукцию сосудисто-эндотелиального фактора роста (VEGF), что соответствует суммарному цитотоксическому эффекту вида раствора плазменной кислоты.

Заключение

Заключение. Плазменная кислота, приготовленная на основе воды и диметилсульфоксида, проявляет различные биологические эффекты в образцах ткани матки экспериментальных животных при 30-минутной экспозиции in vitro. Вода, обработанная плазмой, реализует цитотоксический потенциал, связанный с окислительным повреждением ДНК, а также способствует индукции проангиогенной активности в ткани. Диметилсульфоксид, обработанный плазмой, не вызывает цитотоксического действия, подавляет пролиферацию клеток, снижая популяцию CD133+ клеток, а также продукцию VEGF в ткани.

The aim of the study was to evaluate the effect of plasma acid on the uterine tissue of laboratory animals in vitro.

Materials and methods

Materials and methods. Treatment of dimethyl sulfoxide – water solution and water for injections with a spark discharge in air resulted in a decrease in pH, which contributed to generation of plasma acid in the solutions. We incubated uterine tissues in vitro in plasma acid at room temperature for 30 minutes. The treated tissues were examined histologically and immunohistochemically.

Results

Results. We showed that plasma acid had pronounced biological activity. Immunohistochemistry was used to show that, depending on the type of a solution, plasma acid altered generation of nitrosative damage products (3-NT) and oxidative DNA damage (8-OHdG) and modulated the number of cells with high proliferative potential (including CD133+ cells) and production of vascular endothelial growth factor (VEGF). These effects contributed to the general cytotoxicity of plasma acid solutions.

Conclusion

Conclusion. During 30-minute exposure in vitro, plasma acid prepared from the dimethyl sulfoxide (DMSO) – water mixture exhibits various biological effects in uterine tissue samples obtained from experimental animals. Plasma-treated water exerts cytotoxic effects associated with oxidative DNA damage and promotes induction of pro-angiogenic activity in the uterine tissue. Plasma-treated DMSO does not have a cytotoxic effect. It inhibits cell proliferation, reducing the population of CD133+ cells and VEGF production in the tissue.

ткани маткиплазменная кислотацитотоксичностьuterine tissueplasma acidcytotoxicityРабота выполнена при поддержке гранта ККФПНиНТД (договор № 1/20 от 15.05.2020)The study was supported by the grant of Krasnoyarsk regional foundation of scientific and scientific – technical support (agreement No. 1/20 of 15.05.2020)ReferencesBafort C., Beebeejaun Y., Tomassetti C., Bosteels J., Duffy J. Laparoscopic surgery for endometriosis. Cochrane Database of Systematic Reviews. 2020;(10):CD011031. DOI: 10.1002/14651858.CD011031.pub2.Bafort C., Beebeejaun Y., Tomassetti C., Bosteels J., Duffy J. Laparoscopic surgery for endometriosis. Cochrane Database of Systematic Reviews. 2020;(10):CD011031. DOI: 10.1002/14651858.CD011031.pub2.Grund K.E., Storek D., Farin G. Endoscopic argon plasma coagulation (APC) first clinical experiences in flexible endoscopy. Endoscopic Surgery and Allied Technologies. 1994;2(1):42– 46.Grund K.E., Storek D., Farin G. Endoscopic argon plasma coagulation (APC) first clinical experiences in flexible endoscopy. Endoscopic Surgery and Allied Technologies. 1994;2(1):42– 46.Давыдов А.И., Чакветадзе Л., Клиндухов И.А., Бахтияров К.Р., Воронои С.В. Оценка морфологической структуры миометрия и миомы матки после контактного воздействия воздушно-плазменного потока: Материалы I Всероссийской конференции «Проблемы женского здоровья и пути их разрешения». М.: 2007:17–18.Давыдов А.И., Чакветадзе Л., Клиндухов И.А., Бахтияров К.Р., Воронои С.В. Оценка морфологической структуры миометрия и миомы матки после контактного воздействия воздушно-плазменного потока: Материалы I Всероссийской конференции «Проблемы женского здоровья и пути их разрешения». М.: 2007:17–18.Оловянникова Р., Макаренко T., Лычковская Е., Гудкова Е., Мурадян Г., Медведева Н. и др. Химические механизмы действия холодной плазмы на клетки. Фундаментальная и клиническая медицина. 2020;5(4):104–116. DOI: 10.23946/2500-0764-2020-5-4-104-115.Оловянникова Р., Макаренко T., Лычковская Е., Гудкова Е., Мурадян Г., Медведева Н. и др. Химические механизмы действия холодной плазмы на клетки. Фундаментальная и клиническая медицина. 2020;5(4):104–116. DOI: 10.23946/2500-0764-2020-5-4-104-115.Иванова И., Трофимова С., Аристова Н., Архипова Е., Бурхина O., Сысоева В. и др. Анализ активных продуктов излучения плазмы искрового разряда, определяющих биологические эффекты в клетках. Современные технологии в медицине. 2012;(2):20–30.Иванова И., Трофимова С., Аристова Н., Архипова Е., Бурхина O., Сысоева В. и др. Анализ активных продуктов излучения плазмы искрового разряда, определяющих биологические эффекты в клетках. Современные технологии в медицине. 2012;(2):20–30.Иванова И., Трофимова С., Пискарев И., Ичеткина А., Бурхина O., Сысоева В. Влияние излучения плазмы искрового разряда на модификацию белков и липидов. Фундаментальные исследования. 2013;3(1):572–575.Иванова И., Трофимова С., Пискарев И., Ичеткина А., Бурхина O., Сысоева В. Влияние излучения плазмы искрового разряда на модификацию белков и липидов. Фундаментальные исследования. 2013;3(1):572–575.Achkasov E., Esipov A., Pekshev A., Musailov V. Use of an exogenous nitric oxide generator for treatment of peritonitis. Biomedical Engineering. 2018;52(1):64–67. DOI: 10.1007/s10527-018-9783-2.Achkasov E., Esipov A., Pekshev A., Musailov V. Use of an exogenous nitric oxide generator for treatment of peritonitis. Biomedical Engineering. 2018;52(1):64–67. DOI: 10.1007/s10527-018-9783-2.Schönebeck R. kINPen MED®. Comprehensive Clinical Plasma Medicine: Springer; 2018:485–494.Schönebeck R. kINPen MED®. Comprehensive Clinical Plasma Medicine: Springer; 2018:485–494.Давыдов А., Стрижаков А., Пекшев А., Кучухидзе С., Клиндухов И. Возможности и перспективы плазменной эндохирургии с генерацией монооксида азота при операциях на матке и ее придатках. Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии. 2002;1(2):57–60.Давыдов А., Стрижаков А., Пекшев А., Кучухидзе С., Клиндухов И. Возможности и перспективы плазменной эндохирургии с генерацией монооксида азота при операциях на матке и ее придатках. Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии. 2002;1(2):57–60.Давыдов А., Стрижаков А., Чакветадзе Л., Шехтер А., Пекшев А., Клиндухов И. Клинико-морфологический анализ влияния на ткани матки и яичников плазматронов нового поколения при лапароскопических операциях. Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии. 2007;6(5):5–10.Давыдов А., Стрижаков А., Чакветадзе Л., Шехтер А., Пекшев А., Клиндухов И. Клинико-морфологический анализ влияния на ткани матки и яичников плазматронов нового поколения при лапароскопических операциях. Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии. 2007;6(5):5–10.Давыдов А.И., Белоцерковцева Л.Д. Диагностика и лечение доброкачественных заболевании шейки матки. Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии. 2012;11(6):74–81.Давыдов А.И., Белоцерковцева Л.Д. Диагностика и лечение доброкачественных заболевании шейки матки. Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии. 2012;11(6):74–81.Давыдов А.И., Кучухидзе С., Шехтер А., Ханин А., Пекшев А., Панкратов В. Клиническая оценка интраоперационного применения воздушно-плазменного потока, обогащенного монооксидом азота, при операциях на матке и ее придатках. Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии. 2004;3(4):12–17.Давыдов А.И., Кучухидзе С., Шехтер А., Ханин А., Пекшев А., Панкратов В. Клиническая оценка интраоперационного применения воздушно-плазменного потока, обогащенного монооксидом азота, при операциях на матке и ее придатках. Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии. 2004;3(4):12–17.Давыдов А.И., Шахламова М.Н., Чабан O.В., Пирогова М.Н. Высокие хирургические энергии в оперативной гинекологии. Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии. 2013;12(5):75–85.Давыдов А.И., Шахламова М.Н., Чабан O.В., Пирогова М.Н. Высокие хирургические энергии в оперативной гинекологии. Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии. 2013;12(5):75–85.Салмин В.В., Салмина А.Б., Моргун А.В. Плагин для программы Imagej для подсчета флуоресцентных меток на микрофотографиях: RU 2020612777.2020.Салмин В.В., Салмина А.Б., Моргун А.В. Плагин для программы Imagej для подсчета флуоресцентных меток на микрофотографиях: RU 2020612777.2020.Friel A.M., Zhang L., Curley M.D., Therrien V.A., Sergent P.A., Belden S.E. et al. Epigenetic regulation of CD133 and tumorigenicity of CD133 positive and negative endometrial cancer cells. Reproductive Biology and Endocrinology. 2010;8(1):147. DOI: 10.1186/1477-7827-8-147.Friel A.M., Zhang L., Curley M.D., Therrien V.A., Sergent P.A., Belden S.E. et al. Epigenetic regulation of CD133 and tumorigenicity of CD133 positive and negative endometrial cancer cells. Reproductive Biology and Endocrinology. 2010;8(1):147. DOI: 10.1186/1477-7827-8-147.Sun Y., Yoshida T., Okabe M., Zhou K., Wang F., Soko C. et al. Isolation of stem-like cancer cells in primary endometrial cancer using cell surface markers CD133 and CXCR4. Translational Oncology. 2017;10(6):976–987. DOI: 10.1016/j.tranon.2017.07.007.Sun Y., Yoshida T., Okabe M., Zhou K., Wang F., Soko C. et al. Isolation of stem-like cancer cells in primary endometrial cancer using cell surface markers CD133 and CXCR4. Translational Oncology. 2017;10(6):976–987. DOI: 10.1016/j.tranon.2017.07.007.Li Z. CD133: a stem cell biomarker and beyond. Experimental Hematology & Oncology. 2013;2(1):17. DOI: 10.1186/21623619-2-17.Li Z. CD133: a stem cell biomarker and beyond. Experimental Hematology & Oncology. 2013;2(1):17. DOI: 10.1186/21623619-2-17.Qiu Y., Chen C., Zhang J., Chen M., Gong H., Gong L. et al. VEGF attenuates lung injury by inducing homing of CD133+ progenitors via VEGFR1. Biochemical and Biophysical Research Communications. 2019;511(3):650–657. DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.02.071.Qiu Y., Chen C., Zhang J., Chen M., Gong H., Gong L. et al. VEGF attenuates lung injury by inducing homing of CD133+ progenitors via VEGFR1. Biochemical and Biophysical Research Communications. 2019;511(3):650–657. DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.02.071.Sharkey A.M., Day K., McPherson A., Malik S., Licence D., Smith S.K. et al. Vascular endothelial growth factor expression in human endometrium is regulated by hypoxia. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2000;85(1):402–409. DOI: 10.1210/jcem.85.1.6229.Sharkey A.M., Day K., McPherson A., Malik S., Licence D., Smith S.K. et al. Vascular endothelial growth factor expression in human endometrium is regulated by hypoxia. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2000;85(1):402–409. DOI: 10.1210/jcem.85.1.6229.Kim Y.-W., Byzova T.V. Oxidative stress in angiogenesis and vascular disease. Blood. 2014;123(5):625–631. DOI: 10.1182/blood-2013-09-512749.Kim Y.-W., Byzova T.V. Oxidative stress in angiogenesis and vascular disease. Blood. 2014;123(5):625–631. DOI: 10.1182/blood-2013-09-512749.Ren Q.Z., Qian Z.H., Jia S.H., Xu Z.Z. Vascular endothelial growth factor expression up-regulated by endometrial ischemia in secretory phase plays an important role in endometriosis. Fertil. Steril. 2011;95(8):2687–2689. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2011.05.001.Ren Q.Z., Qian Z.H., Jia S.H., Xu Z.Z. Vascular endothelial growth factor expression up-regulated by endometrial ischemia in secretory phase plays an important role in endometriosis. Fertil. Steril. 2011;95(8):2687–2689. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2011.05.001.Guo D., Wang Q., Li C., Wang Y., Chen X. VEGF stimulated the angiogenesis by promoting the mitochondrial functions. Oncotarget. 2017;8(44):77020–77027. DOI: 10.18632/onco-target.20331.Guo D., Wang Q., Li C., Wang Y., Chen X. VEGF stimulated the angiogenesis by promoting the mitochondrial functions. Oncotarget. 2017;8(44):77020–77027. DOI: 10.18632/onco-target.20331.

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