Том 28, № 1 (2023)
Оригинальные исследования
Цитотоксичность и противоопухолевая активность фармакологической пары C115H метионин–гамма-лиазы и сульфоксида S-пропил L-цистеина
Аннотация
Обоснование. Одним из возможных направлений создания новых лекарственных препаратов являются так называемые фармакологические пары: пролекарство + фермент, который способен в определённых условиях метаболизировать пролекарство с образованием активного метаболита, обладающего противоопухолевой активностью.
Цель — исследование цитотоксичности и противоопухолевой активности фармакологической пары C115H метионин-γ-лиазы (С115Н МГЛ), конъюгированной с дайдзеином (С115Н МГЛ-Dz), и сульфоксида S-пропил L-цистеина (пропиин).
Методы. Для оценки цитотоксичности фармакологической пары «С115Н МГЛ-Dz + пропиин» in vitro на клеточных линиях эмбриональной почки человека (HEK-293), плаценты человека, рака молочной железы (SKBR3, MCF7 и T47D), аденокарциномы толстой кишки человека (HT29 и COLO205), рака поджелудочной железы человека (MIA PaCa-2) и рака предстательной железы человека (DU145 и PC3) использовали МТТ-тест. Оценку противоопухолевого эффекта in vivo осуществляли на моделях подкожных ксенографтов SKBR3, MIA PaCa-2, и HT29 у мышей линии BALB c/nude.
Результаты. Направленная доставка C115H МГЛ в составе фармакологической пары для образования дипропилтиосульфината непосредственно на поверхности опухолевых клеток повышает цитотоксичность на всех культурах клеток по сравнению с дипропилтиосульфинатом, полученным при использовании фармакологических пар «С115Н МГЛ + пропиин» in vitro. Исследование противоопухолевой активности фармакологической пары in vivo показало уменьшение объёмов опухоли у ксенографтов SKBR3 (торможение роста опухоли, ТРО, 89%, p=0,004), MIA PaCa-2 (ТРО=50%, p=0,011) и HT29 (ТРО=52%, p=0,04) по сравнению с контрольной группой.
Заключение. Показано, что дипропилтиосульфинат, образованный фармакологической парой «C115H МГЛ-Dz + пропиин» in situ, подавляет рост опухолевых клеток in vitro и in vivo. Полученные результаты послужат основой для дальнейших исследований использования фармакологических пар как нового подхода для лечения рака.
Доклиническая визуализация очагов продолженного роста экспериментальных ксенографтов рака предстательной железы методом позитронно-эмиссионной компьютерной томографии после терапевтического воздействия лиганда простатспецифического мембранного антигена, меченного лютецием-177
Аннотация
Обоснование. Существует необходимость поиска новых алгоритмов лечения кастрационно-резистентного рака предстательной железы методами радионуклидной терапии. Кроме того, актуален вопрос оптимизации персонализированной стратегии проведения радионуклидной терапии метастатического кастрат-резистентного рака предстательной железы с помощью меченных лютецием-177 низкомолекулярных лигандов к простатспецифическому мембранному антигену (ПСМА/PSMA).
Цель — уточнить долгосрочные эффекты и результативность лечения экспериментальных животных методом позитронно-эмиссионной томографии для уточнения стратегии проведения исследований.
Методы. Исследование проводили на самцах мышей линии nu/nu с ПСМА-экспрессирующими ксенографтами рака предстательной железы 22Rv1. Для подтверждения возобновления опухолевого роста после однократного введения терапевтической дозы радиофармацевтического препарата [177Lu]Lu-PSMA-I&T выполняли позитронно-эмиссионную компьютерную томографию с 18F-PSMA-1007.
Результаты. Методом позитронно-эмиссионной томографии с применением 18F-PSMA-1007 показано, что в отдаленной перспективе возможно возобновление роста опухоли 22Rv1 после однократного введения 9,2 МБк радиофармацевтического препарата [177Lu]Lu-PSMA-I&T, что эквивалентно введению человеку минимальной (28,6 МБк/кг) терапевтической дозы.
Заключение. В ходе исследования было получено подтверждение краткосрочности наблюдаемого терапевтического эффекта после однократного введения 9,2 МБк радиофармацевтического препарата [177Lu]Lu-PSMA-I&T. Возобновление опухолевого роста спустя 2,5 месяца после уменьшения ксенографтов 22Rv1 до непальпируемого состояния было подтверждено методом позитронно-эмиссионной компьютерной томографию с 18F-PSMA-1007. Данные результаты подтверждают необходимость изучения периодичности повторных введений радиофармацевтических препаратов на основе меченных лютецием-177 лигандов к ПСМА для достижения стойкого терапевтического эффекта в случаях необходимости уменьшения разовой дозы.
Исследование влияния гетерозиготной инактивирующей мутации в гене NBS1 в модели индуцированного 7,12-диметилбензантраценом канцерогенеза у мышей
Аннотация
Обоснование. Создание новых экспериментальных моделей-носителей различных гетерозиготных инактивирующих мутаций в генах, связанных с системой репарации ДНК, и оценка их параметров спонтанного и/или индуцированного канцерогенеза в перспективе позволит расширить представления о спектрах возможных новообразований, риску развития которых подвержены пациенты с подобными мутациями.
Цель — исследование влияния инактивирующей гетерозиготной мутации в гене NBS1 (с.1971insT, p.Arg658Stop) в модели индуцированного 7,12-диметилбензантраценом (ДМБА) канцерогенеза у мышей.
Материалы и методы. Канцерогенез индуцировали у 2-месячных самок мышей с детектированной гетерозиготной мутацией в гене NBS1 и без неё путём внутрижелудочного введения 7,12-ДМБА (в дозе 50 мг/кг раз в неделю, в течение 8 недель) на фоне высокожировой диеты. Вели прижизненное наблюдение, оценивали параметры продолжительности жизни и канцерогенеза.
Результаты. Наличие инактивирующей гетерозиготной мутации в гене NBS1 не оказывало значимого влияния на частоту развития опухолевых патологий, индуцированных 7,12-ДМБА, однако несколько ускоряло темпы их роста и, соответственно, гибель животных. Наличие мутации увеличивало чувствительность животных к токсическому действию канцерогена, выражавшуюся в статистически значимом ускорении гибели (на 35%) на ранних этапах опыта. Средняя продолжительность жизни у самок мышей, мутантных по NBS1, сокращалась на 14% по сравнению животными без мутации.
Заключение. Носительство инактивирующей гетерозиготной мутации в гене NBS1 (с.1971insT, p.Arg658Stop) ухудшает прогноз выживаемости в модели химически индуцированного 7,12-ДМБА канцерогенеза у мышей.
PC Kz — новая модель рака предстательной железы человека in vitro и in vivo
Аннотация
Обоснование. Доклинические исследования противоопухолевой активности новых агентов невозможны без использования релевантных in vitro и in vivo модельных систем. Процесс создания опухолевых моделей методически сложен и имеет ряд недостатков. Среди опухолевых моделей рака предстательной железы наиболее доступными являются 2D культуры (DU145, 22Rv1, PC3, LNCaP, VCaP), их ксенографты у иммунодефицитных мышей и модели ксенографтов, полученные от пациентов. Однако панель экспериментальных моделей не совершенна и требует дальнейшего расширения.
Цель — создание новой доклинической модели рака предстательной железы, характеризация полученной модели (морфология, туморогенность, кинетика роста in vivo, верификация статуса экспрессии простат-специфического мембранного антигена, продукция тестостерона, чувствительность к ингибиторам CYP17A1), а также наработка резистентности к стероидному ингибитору CYP17A1 — абиратерону.
Методы. Экспрессию CYP17A1 в культуре клеток PC Kz оценивали методом полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией. Определение уровня тестостерона проводили методом иммуноферментного анализа. Оценку чувствительности к противоопухолевым агентам изучали методом МТТ-теста. Оценку туморогенности — трансплантацией культуры клеток PC Kz мышам линии Balb/c nude. Оценку уровня экспрессии простат-специфического мембранного антигена у полученной культуры клеток проводили при помощи метода непрямой реакции поверхностной иммунофлуоресценции.
Результаты. Полученная культура клеток PC Kz характеризуется высоким уровнем экспрессии матричной РНК CYP17А1, сопоставимым с таковым у коммерческой культуры 22Rv1. Иммунофенотипический анализ показал отрицательный статус экспрессии простат-специфического мембранного антигена. Было выявлено достоверное снижение уровня тестостерона in vitro на 18%, по сравнению со значением в контроле. Предположительно, данный эффект ассоциирован с подавлением экспрессии гена CYP17A1.
Изучаемая культура клеток PC Kz является туморогенной у мышей линии Balb/c nude (100% прививаемость была выявлена при первом пассаже в прививочной дозе 107 клеток/мышь). Патоморфологическое исследование структур полученных подкожных ксенографтов PC Kz верифицировало идентичность гистологической картине рака предстательной железы человека. Кроме того, в работе удалось получить культуру клеток PC Kz/AA, резистентную к абиратерону, индекс резистентности составил 3,4.
Заключение. Описанная в статье культура PC Kz была адаптирована к росту in vitro и in vivo и охарактеризована по основным биологическим параметрам. Она может быть рекомендована как адекватная тест-система в рамках доклинического изучения новых противоопухолевых средств терапии рака предстательной железы человека.
Антипролиферативная активность нового ингибитора CYP17A1 алсевирона
Аннотация
Обоснование. Рак предстательной железы в большинстве случаев чувствителен к андрогенам, и эффективной стратегией терапии у таких пациентов можно считать андрогенную депривацию. Снижение синтеза андрогенов может быть достигнуто путём ингибирования фермента 17α-гидроксилазы/17,20-лиазы (CYP17A1), который катализирует две последовательные реакции синтеза андрогенов. Производные стероидов, модифицированные азотсодержащими гетероциклами, привлекают внимание в качестве противоопухолевых средств для лечения рака предстательной железы благодаря способности ингибировать CYP17A1.
Цель — оценить цитотоксическую активность и противоопухолевый эффект синтезированного алсевирона* в сравнении с абиратероном.
Методы. Цитотоксичность оценивали с помощью МТТ-теста. Противоопухолевый эффект был исследован in vivo на моделях ксенографтов рака предстательной железы 22Rv1 и DU145 у мышей-самцов Balb/c nude. Концентрацию тестостерона определяли методом иммуноферментного анализа в образцах сыворотки крови мышей-самцов BDF1.
Результаты. Алсевирон продемонстрировал цитотоксическую активность на культурах клеток DU145 (23,8±1,2 мкМ против 151,4±23,7 мкМ для абиратерона), 22Rv1 (35,9±5,6 мкМ против 109,9±35,2 мкМ для абиратерона) и LNCaP (22,9±0,5 мкМ против 28,8±1,6 мкМ для абиратерона). Концентрация тестостерона в сыворотке крови мышей BDF1 после 10-дневного лечения снизилась на 80%. Алсевирон статистически значимо подавлял рост ксенографтов 22Rv1 у иммунодефицитных мышей по сравнению с контролем: средний объём опухоли — 171,6±50,1 мм3 (р=0,022) против 424,2±70,3 мм3 в контроле, при показателе темпа роста опухоли 59%.
Заключение. Алсевирон обладает более высоким цитотоксическим потенциалом в отношении клеток рака предстательной железы (DU145, LNCaP и 22Rv1) по сравнению с абиратероном. Алсевирон продемонстрировал способность снижать концентрацию тестостерона в сыворотке крови мышей BDF1 и показал статистически значимую противоопухолевую активность на моделях ксенографтов 22Rv1.
Научные обзоры
Трёхмерные клеточные модели для исследования взаимодействия опухоли и иммунитета и тестирования иммунотерапевтических препаратов
Аннотация
Одним из наиболее обнадёживающих подходов к лечению рака является иммунотерапия. Подавление иммунных контрольных точек в ткани опухоли (анти-CTLA4, анти-PD1) с использованием моноклональных антител позволило увеличить общую выживаемость пациентов при некоторых формах меланомы кожи и рака лёгких. Однако процент пациентов, отвечающих на лечение, варьирует от 20% до 40% в зависимости от типа рака и экспрессии молекул-мишеней опухолью. Основным источником неудач иммунотерапии является микроокружение опухоли, которое воздействует как на клетки опухоли, так и на иммунные клетки, вызывая их адаптацию к воздействию иммунотерапевтических препаратов. Известно, что архитектура и клеточный состав микроокружения действуют на различные параметры опухоли, способствуя привлечению в ткань опухоли иммуносупрессивных клеток, а также увеличению экспрессии ингибиторов контрольных точек (таких как PD-L1). Следовательно, при поиске новых методов лечения и для стратификации пациентов, которые могут ответить на иммунотерапию, требуется учитывать сложный состав микроокружения опухоли. Именно поэтому в иммуноонкологических исследованиях необходимо использовать трёхмерные клеточные модели, более полно отражающие архитектуру и клеточный состав опухоли. В этом обзоре мы оцениваем трёхмерные клеточные модели в качестве инструментов для исследований в области иммуноонкологии, а также для персонализированного подбора лечения, поиска новых мишеней и оптимизации существующей иммунотерапии онкологических заболеваний.
Применение препаратов L-аспарагиназы для лечения солидных опухолей: данные экспериментальных и клинических исследований
Аннотация
Лекарственная терапия — один из основных видов лечения онкологических заболеваний. L-аспарагиназа — фермент, гидролизующий аспарагин — более 50 лет назад вошла в схемы лечения острого лимфобластного лейкоза и других гемобластозов, однако её применение для терапии солидных опухолей пока крайне ограничено. В данном обзоре проанализированы экспериментальные данные по чувствительности клеточных линий и ксенографтов солидных опухолей к L-аспарагиназе, рассмотрены результаты клинических исследований. Среди механизмов цитотоксического действия L-аспарагиназы на опухолевые клетки обсуждаются такие процессы, как истощение аспарагиновой и глутаминовой кислот, влияние на внутренний и внешний пути апоптоза, ингибирование клеточных процессов через снижение активности белка mTOR, а также ослабление экспрессии гена теломеразы. Отдельно рассмотрены молекулярные маркёры, по которым можно предположить эффективность будущей терапии L-аспарагиназой солидных опухолей. К таким маркёрам можно отнести уровни экспрессии генов аспарагинсинтетазы и глутаминсинтетазы, степень метилирования промоторной области гена аспарагинсинтетазы, активность белка PTEN и аутофагии, костномозговое окружение опухолевых клеток, а также экспрессию генов, ассоциированных с резистентностью к аспарагиназе (таких как ген опиоидного рецептора μ1 и ген ассоциированного с хантингтином белка 1).