Preview

Антибиотики и Химиотерапия

Расширенный поиск

Комбинация наносомальной формы доксорубицина, интерферона альфа и нитроглицерина в терапии крыс Вистар с глиобластомой 101.8

https://doi.org/10.37489/0235-2990-2021-66-9-10-17-23

Полный текст:

Аннотация

Поиск эффективных подходов лечения пациентов с глиобластомой является одной из сложных задач нейроонкологии, стандартные методы терапии показывают ограниченные результаты. Комбинированная терапия, включающая разные противоопухолевые механизмы, позволяет повысить её эффективность. В нашей работе исследовали сочетание PLGA-наноформы доксорубицина (Докс-PLGA), противоопухолевого цитокина — интерферона α (ИФНα) и донора оксида азота (NO) нитроглицерина (НГ) как в системе in vitro (глиома С6 крысы), так и in vivo (глиобластома 101.8, крысы). МТТ-анализ на клеточной культуре С6 показал большую цитотоксичность и антипролиферативный эффект комбинации ИФНα с Докс-PLGA и НГ. Наименьшую выживаемость опухолевых клеток наблюдали при использовании высокой дозы ИФНα (10 нг/мл) в монорежиме. В эксперименте in vivo 32 самкам крыс Вистар с глиобластомой 101.8 проводили терапию в следующих режимах: Докс-PLGA+НГ; ДоксPLGA+ИФНα; Докс-PLGA+ИФНα+НГ. Для всех групп с терапией отмечено достоверное увеличение медианной выживаемости и продолжительности жизни (УПЖ) относительно группы без лечения. Наибольшую медианную продолжительность жизни (27 сут), выживаемость до 100 сут (1 животное), УПЖ (131%) наблюдали у животных, получавших комбинацию Докс-PLGA+ИФНα+НГ, по сравнению с группой без лечения, в которой медианная продолжительность жизни составила 15 сут. Таким образом, терапия экспериментальной глиобластомы как в системе in vivo, так и in vitro комбинацией Докс-PLGA+ИФНα+НГ оказывает наиболее выраженный терапевтический и противоопухолевый эффект, что необходимо учитывать при разработке новых более эффективных методов лечения глиобластом человека.

Об авторах

В. В. Куделькина
ФГБНУ НИИ морфологии человека им. академика А. П. Авцына
Россия

Куделькина Вера Владимировна — научный сотрудник лаборатории нейроморфологии

Москва



А. С. Халанский
ФГБНУ НИИ морфологии человека им. академика А. П. Авцына
Россия

Халанский Александр Сергеевич — к. б. н., ведущий научный сотрудник лаборатории нейроморфологии

Москва



А. И. Алексеева
ФГБНУ НИИ морфологии человека им. академика А. П. Авцына
Россия

Алексеева Анна Игоревна — младший научный сотрудник лаборатории нейроморфологии

Москва



П. Л. Гореликов
ФГБНУ НИИ морфологии человека им. академика А. П. Авцына
Россия

Гореликов Петр Леонидович — д. б. н., старший научный сотрудник лаборатории нейроморфологии

Москва



А. М. Косырева
ФГБНУ НИИ морфологии человека им. академика А. П. Авцына
Россия

Косырева Анна Михайловна — д. б. н., заведующая лабораторией нейроморфологии

Москва



Список литературы

1. Ostrom Q.T., Gittleman H., Farah P. et al. CBTRUS statistical report: primary brain and central nervous system tumors diagnosed in the United States in 2006‐2010. Neuro Oncol. 2013; 15 (Suppl 2): 1–56. doi: 10.1093/neuonc/not151.

2. Thorn C.F. Oshiro C., Marsh S., Hernandez-Boussard T. et al. Doxorubicin pathways: pharmacodynamics and adverse effects. Pharmacogenet Genomics. 2011; 21 (7): 440–446.

3. Балабаньян В.Ю. Гельперина С.Э. Основные механизмы доставки лекарственных веществ в мозг с помощью полимерных наночастиц. Фармакокинетика и фармакодинамика. 2012; 2: 3–9.

4. Petri B., Bootz A., Khalansky A., Hekmatara T., Müller R., Uhl R. et al. Chemotherapy of brain tumour using doxorubicin bound to surfactantcoated poly(butyl cyanoacrylate) nanoparticles: revisiting the role of surfactantsJ Control Release. 2007 Jan 22; 117 (1): 51–58. doi: 10.1016/j.jconrel.2006.10.015.

5. Федосеева В. В., Постовалова Е. А., А. С. Халанский, В. А. Разживина,С. Э. Гельперина, О. В. Макарова. Лекарственный патоморфоз глиобластомы 101.8 у крыс вистар при лечении наноразмерной формой доксорубицина на основе полилактидных наночастиц. Современные технологии в медицине. 2018; 10: 4: 105–112.

6. Sanchez De Juan B., Von Briesen H., Gelperina S. E., Kreuter J. Cytotoxicity of doxorubicin bound to poly(butyl cyanoacrylate) nanoparticles in rat glioma cell lines using different assays J Drug Target. 2006 Nov; 14 (9):614–622. doi: 10.1080/10611860600866872.

7. Kreuter J. Drug delivery to the central nervous system by polymeric nanoparticles: what do we know? Adv Drug Deliv Rev. 2014; 71: 2–14., doi: 10.1016/j.addr.2013.08.008. Epub 2013 Aug 24.

8. Hanahan D., Weinberg R.A. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 2011; 144 (5): 646–674.

9. Weller M., Wick W., Aldape K. et al. Glioma. Nat Rev Dis Primers. 2015; 1:15017.

10. Matsumura Y., Maeda H. A new concept for macromolecular therapeutics in cancer chemotherapy: mechanism of tumoritropic accumulation of proteins and the antitumor agent smancs. Cancer Res. 1986; 46: 6387–6392.

11. Maeda H., Noguchi Y., Sato K., Akaike T. Enhanced vascular permeability in solid tumor is mediated by nitric oxide and inhibited by both new nitric oxide scavenger and nitric oxide synthase inhibitor. Jpn J Cancer Res. 1994; 85: 331–334.

12. Wu J., Akaike T., Maeda H. Modulation of enhanced vascular permeability in tumors by a bradykinin antagonist, a cyclooxygenase inhibitor, and nitric oxide scavenger. Cancer Res. 1998; 58: 159–165.

13. Fukuto J.M., Cho J.Y., Switzer C.H. The chemical properties of nitric oxide and related nitrogen oxides. In: L.J.Ignarro (ed.). Nitric Oxide: Biology and Pathobiology. San Diego, CA: Academic Press, 2000; 23–39.

14. Feelisch M., Noack E.A. Correlation between nitric oxide formation during degradation of organic nitrates and activation of guanylate cyclase. Eur J Pharmacol. 1987; 139: 19–30.

15. Chen Z., Stamler J.S. Bioactivation of nitroglycerin by the mitochondrial aldehyde dehydrogenase. Trends Cardiovasc Med. 2006; 16: 259–265.

16. Алексеева А.И., Халанский А.С., Федосеева В.В., Гореликов П.Л., Гельперина С.Э. Влияние донора оксида азота на противоопухолевую активность доксорубицина в отношении экспериментальной глиобластомы крыс. Антибиотики и химиотер. 2018; 63 (7–8): 17–21. doi: 10.24411/0235-2990-2018-00029.

17. Seki T., Fang J., Maeda H. Enhanced delivery of macromolecular antitumor drugs to tumors by nitroglycerin application. Cancer Sci. 2009; 100:2426–2430. doi: 10.1111/j.1349-7006.2009.01323

18. Dix A.R., Brooks W.H., Roszman T.L., Morford L.A. Immune defects observed in patients with primary malignant brain tumors. J euroimmunol. 1999 Dec; 100 (1–2): 216–232. doi: 10.1016/s0165-5728(99)00203-9

19. Fang J., Islam R., Islam W., Yin H., Subr V., Etrych T. et al. Augmentation of EPR effect and efficacy of anticancer nanomedicine by carbon monoxide generating agents. Pharmaceutics. 2019 Jul; 11 (7): 43. doi: 10.3390/pharmaceutics11070343.

20. Baron S., Tyring S.K., Fleischmann W.R. et al. The interferons. Mechanisms of action and clinical applications. JAMA. 1991; 266 (10): 1375–1383.

21. Gogas H., Abali H., Ascierto P.A., Demidov L., Pehamberger H., Robert C. et al. Who benefits most from adjuvant interferon treatment for melanoma?Am J Ther. 2015 Jan–Feb; 22 (1): 54–60. doi: 10.1097/MJT.0b013e31829e883d.

22. Kirkwood J. Cancer immunotherapy: the interferon-alpha experience. Semin Oncol. 2002 Jun; 29 (Suppl 7): 18–26. doi: 10.1053/sonc.2002. 33078.

23. Mondello P., Di Mirto C., Cuzzocrea S., Arrigo C., Mian M., Pitini V. Interferon alpha has a strong anti-tumor effect in philadelphia-negative myeloproliferative neoplasms. Clin Lymphoma Myeloma Leuk. 2019 Aug; 19 (8): e489–e495. doi: 10.1016/j.clml.2019.03.027.

24. Natsume A., Ishii D., Wakabayashi T. IFN-beta down-regulates the expression of DNA repair gene MGMT and sensitizes resistant glioma cells to temozolomide. Cancer Res. 2005; 65: 7573–7579.

25. Groves M.D., Puduvalli V.K., Gilbert M.R. et al. Two phase II trials of temozolomide with interferon-alpha2b (pegylated and non-pegylated) in patients with recurrent glioblastoma multiforme. Br J Cancer. 2009; 101(4): 615–620. doi: 10.1038/sj.bjc.6605189.

26. Bouf-Muraillea G., Rigauxa G., Callewaerta M., Zambranob N., Van Gulickc L., Roullina V. et.al. Evaluation of mTHPC-loaded PLGA nanoparticles for in vitro photodynamic therapy on C6 glioma cell line. Photodiagnosis Photodynamic Ther. 2019; 25 448–455. doi: 10.1016/j.pdpdt.2019.01.026. Epub 2019 Jan 29.

27. Mosmann T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application and citotoxicity assay. J Immunol Meth.1983; 65: 55–63.

28. Халанский А.С., Кондакова Л.И. Перевиваемый штамм глиомы крысы 101.8. Биологическая характеристика. Клиническая и экспериментальная морфология. 2013; 4: 63–69.

29. Куделькина В.В., Халанский А.С. , Макарова О.В. , Хомякова Т.И., Цветков И.С., Косырева А.М. с соавт. Сравнительная морфологическая и биохимическая характеристика токсического действия доксорубицина и PLGA-доксорубицина при лечении экспериментальной глиобластомы. Клиническая и экспериментальная морфология. 2021; 1 (10).

30. Трещалина Е., Жукова О., Герасимова Г. Методические рекомендации по доклиническому изучению противоопухолевой активности лекарственных средств. В кн.: Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Под общ. ред. А.Н. Миронова. М.: Гриф и К, 2012; 640–654.

31. Riganti C., Miraglia E., Viarisio D., Costamagna C., Pescarmona G., Ghigo D., Bosia A. Nitric oxide reverts the resistance to doxorubicin in human colon cancer cells by inhibiting the drug efflux. Cancer Res. 2005 Jan 15; 65 (2): 516–525.

32. Thiel V.E., Audus K.L. Nitric oxide and blood-brain barrier integrity. Antioxid Redox Signal. 2001 Apr; 3 (2): 273–278. doi: 10.1089/152308601300185223.

33. Коновалова Н.П., Волкова Л.М., Якущенко О.И. и др. Влияние донора оксида азота на терапевтическую активность цитостатиков и синтез ДНК. Российский биотерапевтический журнал. 2003; 2 (2):

34. –55.

35. Vannini F., Kashfi K., Nath N. The dual role of iNOS in cancer. Redox Biol. 2015 Dec; 6: 334–343. doi: 10.1016/j.redox.2015.08.009.

36. Parker B., Rautela J., Hertzog P. Antitumour actions of interferons: implications for cancer therapy Nat Rev Cancer. 2016; 16 (3): 131–144. doi: 10.1038/nrc.2016.14.

37. Fritza J., Karakhanovaa S., Brechta R, Nachtigallb I.,Wernerb ., Bazhinb A. In vitro immunomodulatory properties of gemcitabine alone and incombination with interferon-alpha. Immunology Letters. 2015; 168: 111–119.

38. Dillman R.O., Shea W.M., Tai D.F., Mahdavi K., Barth N.M., Kharkar B.R. et al. Interferon-alpha2a and 13-cis-retinoic acid with radiation treatment for high-grade glioma. Neuro Oncol. 2001 Jan; 3 (1): 35–41. doi: 10.1093/neuonc/3.1.35.

39. Fragale A., Romagnoli G., Licursi V., Buoncervello M., Del Vecchio G., Giuliani C. et al. Antitumor effects of epidrug/IFNα combination driven by modulated gene signatures in both colorectal cancer and dendritic cells. Cancer Immunol Res. 2017; 5: 604–616. doi: 10.1158/2326-6066.CIR-17-0080.

40. Jablonska J., Leschner S., Westphal K., Lienenklaus S., Weiss S. Neutrophils responsive to endogenous IFN-beta regulate tumor angiogenesis and growth in a mouse tumor model. J Clin Invest. 2010; 120 (4): 1151–1164. doi: 10.1172/JCI37223.

41. Ferrantini M., Capone I., Belardelli F. Interferon-alpha and cancer: mechanisms of action and new perspectives of clinical use. Biochimie. 2007 Jun-Jul; 89 (6–7): 884–893. doi: 10.1016/j.biochi.2007.04.006.

42. Litak J., Mazurek M., Grochowski C., Kamieniak P., Roliński J. PD-L1/PD-1 axis in glioblastoma multiforme. Int J Mol Sci. 2019 Nov; 20 (21): 5347. doi: 10.3390/ijms20215347.

43. Katlinski K.V., Gui J., Katlinskaya Y.V., Ortiz A., Chakraborty R., Bhattacharya S. et al. Inactivation of interferon receptor promotes the establishment of immune privileged tumor microenvironment. Cancer Cell. 2017; 31: 194–207. doi: 10.1016/j.ccell.2017.01.004.

44. Katlinskaya Y.V., Katlinski K.V., Yu Q., Ortiz A., Daniel P., Brice A. et al. Suppression of type I interferon signaling overcomes oncogene-induced senescence and mediates melanoma development and progression. CellRep. 2016; 15: 171–180. doi: 10.1016/j.celrep.2016.03.006.

45. Yokota A., Hirai H., Sato R., Adachi H., Sato F., Hayashi Y. et al. C/EBPβ is a critical mediator of IFN-α-induced exhaustion of chronic myeloid leukemia stem cells. Blood Adv. 2019; 3: 476–488. doi: 10.1182/bloodadvances.2018020503.

46. Celià-Terrassa T., Liu D.D., Choudhury A., Hang X., Wei Y., Zamalloa J. et al. Normal and cancerous mammary stem cells evade interferon-induced constraint through the miR-199a–LCOR axis. Nat Cell Biol. 2017; 19:711–723. doi: 10.1038/ncb3533.

47. Buoncervello M., Romagnoli G., Buccarelli M., Fragale A., Toschi E., Parlato S. et al. IFN-α potentiates the direct and immune-mediated antitumor effects of epigenetic drugs on both metastatic and stem cells of colorectal cancer. Oncotarget. 2016; 7: 26361–26373. doi: 10.18632/oncotarget.8379.


Рецензия

Для цитирования:


Куделькина В.В., Халанский А.С., Алексеева А.И., Гореликов П.Л., Косырева А.М. Комбинация наносомальной формы доксорубицина, интерферона альфа и нитроглицерина в терапии крыс Вистар с глиобластомой 101.8. Антибиотики и Химиотерапия. 2021;66(9-10):17-23. https://doi.org/10.37489/0235-2990-2021-66-9-10-17-23

For citation:


Kudelkina V.V., Khalansky A.S., Alekseeva A.I., Gorelikov P.L., Kosyreva A.M. Combination of nanosomal form of doxorubicin, interferon alpha, and nitroglycerin in the threatment of 101.8 glioblastoma in Wistar rats. Antibiotics and Chemotherapy. 2021;66(9-10):17-23. (In Russ.) https://doi.org/10.37489/0235-2990-2021-66-9-10-17-23

Просмотров: 276


ISSN 0235-2990 (Print)