CC BY
24
ИЗУЧЕНИЕ IN VIVO ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ПРОТИВООПУХОЛЕВЫХ СВОЙСТВ АМИНОКИСЛОТНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ГЛИКОЗИДОВ ИНДОЛОКАРБАЗОЛА
И.С. Голубева, Н.П. Яворская, О.В. Горюнова
ФГБУ«НМИЦонкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России; Россия, 115478 Москва, Каширское ш., 24
Контакты: Ирина Сергеевна Голубева [email protected]
Введение. Добавление в молекулу активных метаболитов, в частности аминокислот, влияет на физико-химические и про-лекарственные свойства гликозидов индолокарбазола. С помощью методов компьютерной хемоинформатики предсказана вероятность противоопухолевой активности аминокислотных производных гликозидов индолокарбазола (АПГИК) при низкой вероятности их цитотоксической активности in vitro. На основании этих данных провели изучение этих соединений in vivo. Цель исследования — оценка АПГИК как потенциальных противоопухолевых средств.
Материалы и методы. Исследование проводили на опухолевой модели мышей — раке шейки матки РШМ-5. Препараты вводили мышам линии СВА внутрибрюшинно 5-кратно ежедневно с интервалом 24 ч. Наблюдение за животными продолжали до их гибели. Противоопухолевый эффект препаратов оценивали по торможению роста опухоли и увеличению продолжительности жизни опытных мышей по сравнению с контрольными.
Результаты. Оттитрована оптимальная доза для данного ряда соединений, равная 100 мг/кг. Оценена противоопухолевая активность АПГИК на РШМ-5.
Выводы. На основе полученных данных предлагается расширенное исследование in vivo противоопухолевых свойств отобранных 5 лидерных АПГИК.
Ключевые слова: индолокарбазолы, гликозиды и глюкозиды индолокарбазолов, аминокислотные производные, противоопухолевая активность
DOI: 10.17650/1726-9784-2017-16-4-85-88
RESEARCH IN VIVO THE QUALITIES OF POTENTIAL ANTITUMOR AMINO-ACID DERIVATIVES
OF GLYCOSIDES OF INDOLOCARBAZOL
I. S. Golubeva, N. P. Yavorskaya, O.V. Goryunova
N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology; 23 Kashirskoe Sh., Moscow 115478, Russia
Background. The addition of active metabolites (in particular, amino acids) to the molecule affects the physicochemical and prodrug properties of derivatives of indolocarbazoles. Using computed chemoinformatics, probability antitumor activity of amino-acid derivatives of glycosides of indolocarbazol (AADGI) is predicted with low probability of their cytotoxic activity in vitro. Based on these data, a study of these compounds in vivo is conducted. Objective: the assessment of AADGI as potential antitumor medications.
Materials and methods. Research antitumor activity of AADGI was done using murine tumor models — cervical cancer CC-5. Investigated compounds were injected to mice CBA abdominally 5-times daily with interval of 24 h. Observation of animals were continued till their death. Antitumor effect of compounds was assessed by criteria of tumor growth inhibition and increase in life expectancy of mice comparing to control animals.
Results. The optimal dose for these series of compounds was titrated and this dose is 100 mg/kg. Antitumor activity of AADGI was assessed on CC-5.
Conclusions. Based on data received we suggest an extended study in vivo of antitumor qualities of selected 5 leader AADGI. Key words: indolocarbazols, glycosides andglucosides of indolocarbazols, amino-acid derivatives, antitumor activity
Введение лекарственная устойчивость. В связи с этим акту-
Одной из основных проблем онкологии при альным остается поиск новых препаратов с проти-проведении химиотерапии является множественная воопухолевыми свойствами. В настоящее время
4'2017 том 16 i vol. 16
РОССИЙСКИЙ БИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ I RUSSIAN JOURNAL OF BiOTHERAPY
86 Краткие сообщения
за рубежом проходят II—III фазу клинических ис- подкожно в область подмышечной впадины перед-пытаний N-гликозилированные производные ин- ней лапы по стандартным методикам [3, 4]. Лечение доло[2,3-а]пирроло[3,4-с]карбазола [1]. Добавление мышей в опытных группах начинали через 48 ч после в молекулу индолокарбазола к имидному атому перевивки. Препараты вводили внутрибрюшинно азота активных метаболитов, каковыми являются ежедневно в течение 5 сут с интервалом 24 ч. Исход-аминокислоты, влияет на физико-химические ные соединения растворяли в диметилсульфоксиде и пролекарственные свойства гликозидов индоло- (ДМСО) и разводили физиологическим раствором карбазола, как это показано в статье [2]. Это, по-ви- до 10 % концентрации ДМСО. димому, обусловлено тем, что пути превращения Оценку результатов лечения проводили по пока-всех аминокислот (например, фосфорилирование зателям торможения роста опухолей (ТРО) и увели-и дефосфорилирование их остатков) повсеместно чения продолжительности жизни (УПЖ). используются в клетке как способ передачи жизнен- ТРО вычисляли по формуле но важных сигналов. Аминокислотные производные гликозидов индолокарбазола (АПГИК) были ТРО (%) = (Vk — Vo)/Vk х 100, синтезированы в лаборатории химического синтеза ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н. Н. Блохина» где Vk и V — средний объем опухолей (мм3) в кон-Минздрава России. Для этих соединений с помо- трольной и опытных группах соответственно, кото-щью методов компьютерной хемоинформатики рые для каждой солидной опухоли определяли спрогнозирована высокая вероятность противоопу- как произведение размеров 3 перпендикулярных холевой активности при низкой вероятности цито- диаметров опухолевого узла. Измерение объема опу-токсической активности in vitro. Низкая цитотокси- холей проводили на каждые 4-е сутки после оконча-ческая активность подтверждена в МТТ-тесте на 5 ния лечения. линиях клеток [2]. УПЖ мышей в опытных группах по сравнению Цель настоящего исследования — эксперимен- с контрольной вычисляли по формуле тальная проверка потенциальных противоопухолевых свойств АПГИК, спрогнозированных in silico [2]. УПЖ (%) = (СПЖо - СПЖк)/СПЖк х 100, Материалы и методы где СПЖо и СПЖк — средняя продолжительность Противоопухолевую активность АПГИК опреде- жизни (сут) животных в контрольной и опытных ляли in vivo по методике, принятой в ФГБУ «НМИЦ группах соответственно. Показатели эффективности онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России изучаемого препарата определяли в сравнении с кон-для экспериментов c использованием солидной мо- трольной группой. дели опухолевого роста мышей — рака шейки матки Активными в противоопухолевом отношении РШМ-5, выбранной для изучения соединений, пре- считали дозы препаратов, вызывающие ТРО >50 % доставленных лабораторией химического синтеза продолжительностью не менее 8—12 сут после окон-НМИЦ онкологии им. Н. Н. Блохина. чания лечения или УПЖ животных >25 %. Исследование проводили на мышах-самках ли- Токсичность препаратов в использованных рении СВА в возрасте 1,5—2,0 мес с начальной массой жимах и дозах оценивали по срокам гибели живот-тела 19—23 г. Животных получили из питомника ных опытных групп в сравнении с контрольной «Столбовая» ФГБНУ «Научный центр биомедицин- группой. Трупы животных утилизировали в соответ-ских технологий Федерального медико-биологиче- ствии с санитарными правилами НМИЦ онкологии ского агентства» и содержали в виварии НМИЦ он- им. Н.Н. Блохина. кологии им. Н.Н. Блохина в соответствии Для выполнения экспериментов составляли с санитарными правилами по содержанию лабора- группы численностью, достаточной для проведения торных животных [5]. статистического анализа и расчета показателей до- Перед лечением мышей распределили по груп- стоверности. Различия между контрольной и экспе-пам: в контрольной — 10 мышей, в опытных — риментальными группами считали достоверными по 5—7. Наблюдение за животными проводили при 95 % уровне значимости (p <0,05). Статистичес-до их гибели. кая обработка данных выполнена с помощью про- Штамм перевиваемой опухоли получили из бан- граммы Statistica 5.5 (StatSoft, США). ка опухолевых штаммов НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина и поддерживали in vivo в лабора- Результаты тории экспериментальной химиотерапии на мышах Сравнительное изучение противоопухолевой ак-линии СВА. В опытах использовали 2—10-е пассажи тивности АПГИК in vivo проводили на мышах с опу-штаммов in vivo. Опухоли мышам перевивали холью РШМ-5.
РОССИЙСКИЙ БИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ | RUSSiAN JOURNAL OF BiOTHERAPY 4'2017 том 16 | vol. 16
Результаты изучения противоопухолевых свойств аминокислотных производных гликозидов индолокарбазола ЛХС на мышах с опухолью рака шейки матки РШМ-5
Шифр соединения ЛХС ТРО, % УПЖ, % Число погибших животных, п Вероятность эффекта, %**
Доза, мг/кг Сутки после окончания лечения
1 4 8 12 16 21 25 29
Группа I
1156 100 93 80 66 77 49 61 - - 25 0/5
1167* 75 74 68 65 52 36 - - - - 1/7 72
1166 100 70 58 50 40 7 - - - 23 0/5
Группа II
1156 100 93 79 80 82 63 60 59 52 25 0/7
1233 100 61 69 64 60 49 61 48 - 19 0/6 72
1196 100 79 79 69 44 37 - - - - 0/7
1232 100 78 80 67 56 40 28 25 14 18 0/6 -
Группа III
1204 100 80 74 59 57 44 43 - - - 0/6 74
1227 100 75 67 74 58 53 55 57 30 - 3/7 75
75 46 50 55 59 46 28 24 16 - 1/7
Группа IV
1205 100 45 41 59 51 44 55 - - - 1/7 72
1206 100 62 58 64 61 46 59 - - - 0/7 69
1231 100 81 79 82 63 49 34 33 - - 1/7 70
Группа V
1224 100 60 56 54 50 61 56 54 41 17 0/6 57
1225 100 40 44 46 64 59 51 47 65 20 0/7 62
1226 80 50 64 64 58 57 - 48 - 14 0/7 74
Группа VI
1229 100 50 52 56 39 42 23 33 - - 2/6 68
1230 75 46 72 63 64 49 41 - - - 0/7 73
Группа VII
1203 100 71 66 72 67 41 52 - - - 1/6 64
1228 100 28 42 35 28 40 23 30 - - 1/6 63
1177 100 86 53 26 43 29 17 - - - 0/6 81
*Внутривенное введение; **вероятность противоопухолевой активности, рассчитанная т sШco с помощью методов компьютерной хемоинформатики [2].
Проведенные ранее исследования по оценке противоопухолевой активности соединения ЛХС-1156 позволили выбрать его для отработки доз, стандартного способа и режима введения АПГИК и использовать далее как препарат сравнения.
АПГИК объединили в группы с I по VII, исходя из подобия строения боковых цепей аминокислот,
использованных в их синтезе. Результаты исследования представлены в таблице. Полученные данные подтвердили прогноз т зШсо [2] высокой (63—72 %) вероятности противоопухолевой активности АПГИК. В то же время лечение препаратами, включенными в группы III, IV, VI и VII, сопровождалось гибелью животных либо умеренными значениями ТРО.
4'2017 том 16 | voL. 16
РОССИЙСКИЙ БИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ | RUSSIAN J0URNAL ОР ВЮТ^АРУ
88
Краткие сообщения
В отсутствие остатка аминокислоты в молекуле гли-козид индолопирролокарбазола ЛХС-1177, невзирая на 81 % вероятность противоопухолевого эффекта, показал значимый процент ТРО только до 4-х суток после окончания лечения.
Выводы
Таким образом, анализ полученных результатов позволяет предложить для дальнейшего расширенного изучения соединения ЛХС-1156, ЛХС-1224, ЛХС-1225, ЛХС-1226 и ЛХС-1233.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
1. Butler M.S. Natural products to drugs: natural product derived compounds in clinical trials. Nat Prod Rep 2005;22(2):162-95. DOI: 10.1039/ b402985m. PMID: 15806196. Апрышко Г.Н., Жукова О.С., Фетисова Л.В. и др. Изучение свойств потенциальных противоопухолевых аминокислотных производных гликозидов индолокарбазолов in silico и in vitro. Российский биотерапевтический журнал 2017;16(4):46-54.
DOI: 10.17650/1726-9784-2017-16-446-54
2. Трещалина Е.М., Жукова О.С., Герасимова Г.К. и др. Методические рекомендации по доклиническому изучению противоопухолевой активности лекарственных средств. В кн.: Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть I. Под ред. А.Н. Миронова, Н.Д. Бунятян, А.Н. Васильева и др. М.: Гриф и Ко, 2012. С. 640-654.
3. Экспериментальная оценка противоопухолевых препаратов в СССР и США. Под ред. З.П. Софьиной, А.Б. Сырки-на, А. Година, А. Кляйна. М.: Медицина, 1980. С. 71-112.
4. Большаков О.П., Незнанов Н.Г., Бабаханян Р.В. Дидактические
и этические аспекты проведения исследований на биомоделях и на лабораторных животных. Качественная клиническая практика 2002;1:53.
РОССИЙСКИЙ БИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ | RUSSiAN JOURNAL OF BiOTHERAPY
4'2017 том 16 | vol. 16
