CC BY
35
PROPHYLACTIC, ANTITUMOR AND ANTIMETASTATIC EFFECTS OF THE ALLERGEN-REMOVED EXTRACT FROM RHUS VERNICIFLUA (ACM909Q)
Choi WonCheol1, Kozlov A.M.2, PeretolchinaN.M.2, Saprykina N.C.2, Baryshnikov A. Y.2 lK.H. W.AcamicianZhiiInstitute, Inchon, Korea 2 N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center RAMS
ABSTRACT
We studied prophylactic, antitumor and antimetastatic effects of allergen-removed extract of Rhus verniciflua on the C5?Bl/6mice transplantable model Lewis lung carcinoma. To investigate prophylactic effect of ACM909Q at oral and intraperitoneal administration it was used on 12th and 6lh days in 90; 225; 300; 600 mg/kg doses before tumor transplantation. Antitumor effect was estimated at some doses and routs administration but during 2nd-7lh days after tumor transplantation. Tо learn more about antimetastatic effect of ASM909G it was administrated to animals before, after or before and after surgical removal of primary tumor. The primary tumors have been surgically removed on 7th day after neoplastic cells transplantation.
Our experiments have demonstrated that ACM909Q possessed moderate prophylactic and antitumor activity. Preliminary administration of ACM909Q decreased the growth of primary Lewys lung carcinoma in different experiments for 30-55%, therapeutic administration by 40-60%. ACM909Q have demonstrated modulate activity against process metastasis of Lewis lung carcinoma. Administration of ACM909Q before the removal of primary node was not effective or has stimulated metastasis of Lewis lung carcinoma, but it administration after surgery decreased process of metastasis for about 45%. The results showed above are preliminary. Now the ACM909Q is on detailed investigation.
ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЙ, ПРОТИВООПУХОЛЕВЫЙ И АНТИМЕТАСТАТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТЫ ОСВОБОЖДЕННОГО ОТ АЛЛЕРГЕНОВ ЭКСТРАКТА ИЗ RHUS VERNICIFLUA (ACM909Q)
ЦойВончелъ1, А.М. Козлов2, Н.М. Перетолчина2, Н.С. Сапрыкина2, А.Ю. Барышников2 !К.Н. W. Acamician Zhii Institute, Inchon, Корея 2Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина РАМН
РЕЗЮМЕ
На мышах С57В1/6 с перевиваемой карциномой легкого Льюис изучена профилактическая, противоопухолевая и антиметастатическая активность освобожденного от аллергенов экстракта из восточного лакового дерева Rhus verniciflua (ACM909Q). Для оценки профилактического действия ACM909Q вводили перорально и внутрибрюшин-но за 12 и 6 дней до подкожной трансплантации опухоли Льюис в дозах 90; 225; 300 и 600 мг/кг. Противоопухолевый эффект оценен при введении препарата в тех же и более высоких дозах (1800 и 2700 мг/кг) на 2-й - 7-й дни после трансплантации опухоли. Для более детальной оценки антиметастатического действия ACM909Q вводили животным до-, до- и после- и после хирургического удаления первичной опухоли. Первичную опухоль хирургически удаляли на 7-й день после подкожной трансплантации опухолевых клеток. Эксперименты показали, что ACM909Q обладает умеренной профилактической и противоопухолевой активностью. Профилактическое применение препарата ингибировало рост первичной опухоли Льюис в разных экспериментах на 30-55%, терапевтическое - на 40-60%. ACM909Q показал способность модулировать процесс метастазирования карциномы легкого Льюис. Применение ACM909Q до удаления первичной опухоли было неэффективным или стимулировало процесс метастазирования карциномы Льюис, а после хирургического лечения снижало метастазирование опухоли на 45%. Представленные результаты являются предварительными. В настоящее время ACM909Q проходит углубленное исследование.
Введение. Способность опухоли к метастазирова- противоопухолевой терапии. Более того, терапевтичес-нию - ключевой признак ее злокачественности. Раннее кие мероприятия, такие как хирургическое удаление пер-метастазирование опухолей является фактором, лими- вичного узла, могут стимулировать процесс метастати-тирующим эффективность всех существующих способов ческой диссеминации. Несмотря на значительные дости-
жения в области совершенствования хирургического, химиотерапевтического и лучевого методов терапии злокачественных новообразований, отсутствуют реальные успехи в разработке средств и способов профилактики и терапии метастазов. Данные обстоятельства заставляют рассматривать поиск потенциальных ингибиторов метастазирования злокачественных опухолей как задачу первостепенной важности.
В последнее время фундаментальной медико-биологической наукой получены результаты, значительно расширяющие и конкретизирующие представления о механизме метастазирования опухолей [3-5; 8]. Выяснена роль и механизмы локального протеолиза базальных мембран и компонентов экстрацеллюлярного матрикса в реализации инвазивного опухолевого роста, который можно рассматривать как один из начальных этапов каскада биологических эффектов метастатического процесса. Охарактеризованы адгезивные молекулы, участвующие во взаимодействии метастазирую-щих опухолевых клеток с клетками крови, эндотелием кровеносных капилляров, компонентами микроокружения. Получены важные результаты в изучении вторичной инициации пролиферации микрометастазов и опухолевого неоангиогенеза. На основании этих данных ведется интенсивный поиск ингибиторов метастазирования среди агентов, способных подавлять перечисленные выше процессы. Объектами поиска являются как конкретные молекулы, способные воздействовать на биологические реакции, участвующие в реализации метастатического фенотипа опухолевых клеток, так и новые химические соединения и продукты природного происхождения. Последние заслуживают особого интереса, поскольку среди них могут быть и ингибиторы протеиназ, и модуляторы адгезии и неоангиогенеза, другие модификаторы биологических реакций и, в частности, нетоксичные иммуномодификаторы.
Целью настоящего исследования явилось изучения профилактической, противоопухолевой и антиметас-татической активности лишенного аллергизирующей активности экстракта из восточного лакового дерева Rhus verniciflua (ACM909Q) [6; 7; 9].
Материалы и методы. Изучение противоопухолевой активности препарата ACM909Q проводилось в соответствии с Руководством по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ, а антиметастатической активности -в соответствии с Методическими рекомендациями по доклиническому изучению средств, обладающих способностью ингибировать процесс метастазирования и повышать активность цитостатической терапии злокачественных опухолей.
Исследование выполнено на мышах-гибридах BDF1 (С57В1/6 х DBA/2), самцах, с подкожно привитой эпидермоидной карциномой легких Льюис. Штамм карциномы легких Льюис получен из Банка опухолевых штаммов РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН.
Всего использовано 115 мышей BDF1 (С57В1/6 х DBA/2), самцов, массой 20 - 25 г.
Методика трансплантации опухоли животным. В асептических условиях у животного-донора выделя-
ли растущую внутримышечно опухоль - карциному легких Льюис. Опухолевую ткань тщательно промывали средой 199 (струйно из шприца), разрезали на несколько кусочков, удаляя при этом остатки неопухолевых тканей (мышцы, кости, сухожилия, капсулу, сгустки крови) и участки с некрозом. Затем опухоль взвешивали, тщательно измельчали ножницами до гомогенной консистенции и разводили питательной средой 199 в соотношении 1:10. Полученную взвесь тщательно перемешивали шприцем с последовательно уменьшающимся диаметром иглы. После этого взвесь опухолевых клеток в среде 199 по 0,5 мл подкожно трансплантировали мышам-реципиентам в область подмышечной впадины [1; 3].
Методика хирургического удаления подкожного опухолевого узла. Хирургическое удаление первичного подкожного узла проводили в асептических условиях на 7-е сутки после трансплантации опухоли. К этому времени объём подкожных опухолевых узлов достигал 500-1000 мм3.
Операцию проводили под гексеналовым наркозом (внутрибрюшинно в дозе 100мг/кг). В стадии глубокого наркотического сна животных фиксировали на операционном столике в положении на спине. Опухолевый узел удаляли ножницами с закругленными бран-шами вместе с прилежащим участком кожного покрова, площадь которого была достаточно велика, чтобы предотвратить вероятность рецидивирования. Дефект кожного покрова закрывали наложением шва. Шов обрабатывали спиртовым раствором йода [2].
После операции животных помещали в теплую среду для предотвращения возможных осложнений, связанных со снижением общей температуры тела под влиянием наркоза. После пробуждения мышей помещали в стандартные условия вивария.
Реэ/симы применения препарата АСМ909О.. Препарат АСМ909С) был получен в виде готового раствора - непрозрачной буро-коричнего цвета взвеси, расслаивающейся при стоянии. Раствор тщательно перемешивали и вводили животным внутрибрюшинно или перорально в различных режимах в диапазоне доз от 90 до2700мг/кг.
При использовании больших доз препарат вводили мышам дробно в 2 приема по 0,5 рассчитанной дозы с интервалом между введениями в 1,5 ч.
При профилактическом режиме препарат вводили за 12 и 6 дней до трансплантации опухолей, при терапевтическом - пятикратно, в течение 5 последующих дней, начиная со вторых суток опыта.
В эксперименте с хирургическим удалением первичного опухолевого узла АСМ909<5 вводили животным в дозе 1800 мг/кг пятикратно. Предоперационную терапию начинали со вторых суток после перевивки опухоли, послеоперационную - со следующего после операции дня.
Оценка терапевтических эффектов. Противоопухолевый эффект препарата АСМ909О оценивали путем сопоставления среднего объёма первичного подкожного узла контрольных и леченных животных, начиная с 7-х суток опыта, а затем в динамике с интервалом 3-5 дней вплоть до окончания эксперимента. В экспериментах с хирургическим удалением первичного
опухолевого узла противоопухолевое действие препарата оценивали также путем сопоставления средних масс опухолевых узлов у мышей в контрольной и леченных группах, удаленных при хирургическом вмешательстве. Показатель величины противоопухолевого эффекта-торможение роста опухоли (ТРО, %) вычисляли по формуле:
А-В
□ ТРО = ---------х 100 %, где
А
А - средний объём (масса) опухоли в контрольной групг В - средний объём (масса) опухоли в группе леченных N.
Противоопухолевый эффект АСМ909О оценивали также по сравнению продолжительности жизни контрольных и леченных животных.
Противорецидивное действие препарата определяли, вычисляя соотношение: количество животных с возникшими после удаления первичного опухолевого узла рецидивами к количеству животных в группе.
Антиметастатический эффект препарата АСМ909С2 оценивали при забое животных на момент начала гибели мышей в контрольной группе (оптимальный срок для регистрации эффекта). Визуально определяли частоту метастазирования в легкие а также среднюю массу легких с метастазами. По соотношению этих показателей судили о способности препарата АСМ909<3 воздействовать на процесс метастазирования.
Статистическую обработку полученных результатов проводили по критериям Стьюдента (параметрический) и Колмогорова-Смирнова (непараметрический).
Результаты и обсуждение.
1. Профилактическое действие АСМ909<2 нарост и метастазирование карциномы легкого Льюис. Профилактическое действие АСМ909О изучали при внут-рибрюшинном и пероральном введении с использованием разных доз и режимов применения.
В табл. 1 представлены результаты изучения профилактического действия АСМ909С? при внутрибрю-шинном введении. Подавление роста опухоли отмечено при двукратном применении препарата в дозах 225 мг/кг и 90 мг/кг с интервалом в 6 дней до транспланта-
Таблица 1
ции опухоли (р<0,05). Антиметастатического действия ACM909Q при внутрибрюшинном введении препарата не наблюдалось. Применение препарата в дозе 450 мг/кг (данные не представлены) оказалось токсичным. При вскрытии павших мышей выявлены кровоизлияние в легких, сухой или экссудативный перитонит, непроходимость кишечника.
Токсическое действие ACM909Q было дозозависимым, однако, в группах мышей с переносимыми дозами препарата, характер изменений в органах был аналогичным.
В связи с выраженностью побочных эффектов, в последующих экспериментах внутрибрюшинные инъекции препарата были исключены.
ACM909Q, примененный в тех же дозах и той же схеме, но перорально, не вызывал токсической гибели мышей и не проявлял терапевтического эффекта (ТРО = 1-16%).
Антиметастатического эффекта также не выявлено. Торможение процесса метастазирования (ТРМ) составило 16 % +32 % и +17 % (при дозах 450,225 и 90 мг/кг соответственно).
В другой серии экспериментов схема и дозы профилактического и терапевтического воздействия изменены. Результаты представлены в таблице 2. В этих исследованиях показано, что ACM909Q обладает кратковременным профилактическим и терапевтическим действием (р<0,05). При этом также отмечено, что чувствительность интактных животных и животных с трансплантированными опухолями к действию препа-ратПри пероральном применении ACM909Q в режиме
4-х кратного введения с интервалом 72 часа доза препарата была в 2 раза выше и равнялась 600 мг/кг.
Результаты представлены в таблице 3.
Показано, что применение ACM909Q 4-х кратно с интервалом в 72 часа в дозе 600 мг/кг профилактического эффекта на рост опухоли не оказывает. В указанном режиме отмечено увеличение метастазирования в легкие у мышей с карциномой легкого Льюис (ТРМ = +21 %).
В группе 2 получен достоверный эффект в отношение первичного узла (ТРО =47 %) непосредственно после окончания лечения. При этом, однако, также отмечена стимуляция роста метастазов в легких на 38 % (ТРМ=+38%).
В группе 3, животные которой получали лечение до и после трансплантации опухоли, терапевтический эффект не увеличивался (ТРО = 45 %), но усиле-
Влияние предварительного внутрибрюшииного применения АСМ909<3 на рост карциномы легкого Льюис
Группа опыта ТРО, % Дни после трансплантации опухоли Торможение метастазирования, ТРМ,%
7 12 17 22
Контроль, объем опухоли, мм3 1251+358 6257+689 12627+852 22513+2097 291,3±32,5mg (100%)
АСМ909(3* Режим I 47 р>0,05 31 р>0,05 20 р>0,05 21 р>0,05 +10
АСМ909(2 Режим II 25 р>0,05 48 р<0,05 42 р<0,05 46 р<0,05 0
* Режим I: 225 mg/kg х 2 ) за 12 и 6 дней до трансплантации опухоли; режим II: 90 mg/kg х 2 ) за 12 и 6 дней до трансплантации опухоли.
Таблица 2
Сравнение профилактического и терапевтического действия АСМ909(2 при внутрибрюшинном применении
Группа опыта ТРО, % Дни после трансплантации опухоли Гибель от токсичности п/п *
7 13 17 23
Контроль, Объем опухоли Опт3) 479 ±66 4310±568 9410+1034 17974+1624 -
Режим 1** 58 р<0,05 35 р>0,05 33 р>0,0 5 17 1/7*
Режим 2 66 р <0,05 69 р<0,05 - - 6/7*
* Мыши пали от токсичности на 13-15 сут.; ** Режим 1: 300 mg/kg х 4/72 ч., до трансплантации опухоли; Group 2: 300 mg/kg х 4/72 ч., лечение начинали на 2-й день после трансплантации опухоли.
ния метастазирования, как в группах 1 и 2, по сравнению с контролем не наблюдалось.
2. Противоопухолевая активность А СМ909() в отношении карциномы легкого Льюис. Химиотерапевтические эксперименты выполнены при пероральном применении АСМ909С> с использованием широкого диапазона доз от 90 мг/кг до 2700 мг/кг, 5-и и 10-кратного с интервалом 24 ч. режимов лечения. Полученные результаты представлены в табл.4.
Показано, что АСМ909(5 обладает умеренным противоопухолевым действием. Максимальный эффект получен в группе мышей, леченных АСМ909(^ в дозе 450 мг/кг 5-и кратно с интервалом 24ч. Снижаясь по величине, эффект достоверно определялся в течение 2 нед. Увеличение продолжительности курса до 10 дней не влияло на величину эффекта. Выраженного антиметастатического действия препарата при сохраненной первичной опухоли не выявлено. Некоторая тенденция снижения роста метастазов наблюдалась в группе животных, леченных АСМ909<3
5- кратно в дозе 450 мг/кг.
В результате исследования показано также, что увеличение дозы препарата не приводит к увеличению терапевтического эффекта.
3. Антиметастатическое действие препарата А СМ909(). В ходе изложения результатов изучения про-филактического и терапевтического действия АСМ909С) в каждом конкретном случае приведены дан-
ные о его действии на развитие метастазов опухоли Льюис при сохранении первичного узла (см. табл. 1; 3; 4).
Антиметастатический эффект АСМ909С), кроме того, оценивался в самостоятельных экспериментах на основе методических рекомендаций ФК РФ для изучения данного вида специфической активности потенциальных противоопухолевых препаратов. В частности, исходя из данных о динамике процесса метастазирования карциномы легкого Льюис при подкожной трансплантации опухолевых клеток [2], в соответствии с которыми формирование метастатических узелков в легких происходит на 5-й - 7-й дни, лечение животных проводили в ранние (начиная со 2-го дня) и поздние (начиная с 9-го дня) сроки эксперимента на фоне хирургического удаления первичного опухолевого узла. В первом случае оценивалась способность препарата предотвращать образование метастазов (профилактическое действие), во втором - подавлять развитие уже заложившихся метастазов. Результаты представлены в табл. 5.
Как видно из таблицы, применение препарата до хирургического удаления первичного узла не оказывало антиметастатического действия. В то же время использование АСМ909С2 в режиме адъювантной терапии приводило к подавлению роста уже заложившихся микрометастазов на 45%.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о наличии у препарата АСМ909С2 выражен-
Таблица 3
Сравнение профилактического и терапевтического действия АСМ909С> при пероральном применении
Группа опыта ТРО, % Дни после торансплантации опухоли Торможение метастазирования, ТРМ,%
7 13 17 23
Контроль, объем опухоли, тт3 479 ±66 4310±568 9410±1034 17974±1624 594±53 мг-100 %
Режим Г 34 р>0,05 5 9 15 +21
Режим 2* 47 р<0,05 23 22 14 +38
Режим 3* 45 р<0,05 8 3 6 1
* Режим 1:600 мг/кг х 4/72 ч, до трансплантации опухоли; режим 2:600 мг/кг х 4/72 ч, лечение начинали на 2-й день после трансплантации опухоли; режим 3: 600 мг/кг х 4/72 ч, до трансплантации и 600 mg/kg х 4/72 ч, начиная со 2-го дня после трансплантации опухоли.
Таблица 4
Влияние перорального применения АСМ909<2 на рост карциномы легкого Льюис
Группа, N Торможение роста первичной опухоли, ТРО,% Торможение метастазирования, ТРМ,%
Дни после трансплантации опухоли
7 12 17 22
Контроль, Объем опухоли (мм3) 1517+170 8321+591 15952+1086 19163±521 328,6±53.8 мг (100%)
Группа I 56 29 22 16 17
Группа II 39 20 17 3 +15
Группа III 33 17 31 13 +9
Группа IV 41 19 22 16 10
Терапевтические режимы: во всех группах животные начинали получать лечение на 2-й день после трансплантации опухолей. Группа I: 450 мг/кг Ч 5/24 ч.;
Группа И: 225 мг/кг Ч 5/24 ч.;
Группа III: 225 мг/кг Ч10/24 ч.;
Группа IV: 90 мг/кг Ч 5/24 ч..
Таблица 5
Влияние препарата АСМ909<3 на метастазирование карциномы легкого Льюис на фоне хирургического удаления первичного опухолевого узла
N Воздействие Забой животных на 33 сутки опыта Частота метастазирования
Средн. масса легких / мг / ТРМ /% /
6/6
1 Контроль опухоль удалена на 7-е сутки опыта 552,2 ±189,7 - 1+; 2++; ъ+++
6/6
2 ACM909Q per os 1800 мг/кг / 24ч. х 5 р. (2 - 6с.) + удаление опухоли на 7-е сутки опыта 629,7 ± 143,6 р >0.05 +14 1+; 5+++
6/6
3 Удаление опухоли на 7-е сут. опыта + ACM909Q per os 1800 мг/кг / 24ч. ■ 5 р. (9 - 13с.) 305,73.0± 55,1 р <0,05 45 3+; 1++; 2+++
ной в умеренной степени профилактической, противоопухолевой и антиметастатической активности. Особого внимания заслуживает способность препарата ингибировать метастазирование карциномы Льюис на фоне предварительного хирургического удаления первичного опухолевого узла. Известно, что хирургическое удаление первичного узла на 7-й
- 9-й дни после трансплантации опухолевых клеток приводит к резкой стимуляции роста легочных метастазов карциномы легкого Льюис [2].Ингибирование процесса метастазирования с помощью АСМ909О на этом фоне на 45% вызывает очевидный интерес. Эти данные свидетельствуют о возможной перспективе практического применения АСМ909О, как компонента комбинированной терапии. Не обладая сильной противоопухолевой активностью, достаточной для того, чтобы претендовать на роль самостоятельного средства для лечения развившихся злокачественных опухолей, препарат, возможно, может оказаться полезным в адъювантной терапии для профилактики метастазов после хирургического лечения. О возможности использования АСМ909С) в данном направлении также косвенно свидетельствует его низкая токсичность и широкий
диапазон терапевтических доз. Интересными в этом плане представляются также данные о его способности оказывать на опухолевый процесс профилактическое влияние. Введение препарата за неделю до трансплантации опухоли оказывает значительное ингибирующее влияние на ее последующее развитие. В основе этой способности АСМ909О может лежать эффект иммуномодуляции или модификации биологических реакций, причастных к феномену противоопухолевой резистентности.
Перспектива же использования АСМ909С> в онкологической практике может быть определена после анализа всей совокупности данных, характеризующих его биологическую активность (противоопухолевая, антиметастатическая, иммуномодулирующая и др.), а также токсикологических параметров и побочных эффектов.
Выводы:
1. Внутрибрюшинное введение АСМ909О в широком диапазоне доз с использованием разных режимов оказывает умеренный профилактический и терапевтический эффекты на развитие карциномы легкого Льюис. Однако побочные эффекты делают этот способ применения невозможным.
2. При пероральном применении АСМ909С? также обладает выраженным в небольшой степени профилактическим эффектом. Способность АСМ909С> оказывать профилактическое действие на развитие карциномы Льюис свидетельствует об опосредованном, вероятно, через иммунную систему, механизме его действия.
3. В терапевтических режимах АСМ909С> проявляет умеренную противоопухолевую активность. Противоопухолевый эффект регистрируется непосредственно после окончания курса лечения и не сохраняется в отдаленные сроки. Четкой зависимости противоопухолевого эффекта препарата от режима применения и уровня доз не выявлено.
4. Антиметастатического действия препарата АСМ909С> при сохраненной первичной опухоли не выявлено.
5. Применение АСМ909С> на фоне предварительного хирургического удаления первичного опухолевого узла приводит к значительному подавлению процесса метастазирования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Козлов А, М., Софьина 3.П. Частота, сроки и тип метастазирования различных перевиваемых опухолей мышей. / / Бюлл. экспериментальной биологии и медицины -1978.
- LXXXV1, № 12. - С. 715 - 718.
2 .Козлов А.М., СофьинаЗ.П. О влиянии удаления первичного очага на метастазирование перевиваемых опухолей. // Вопросы онкологии. - 1980. - XXVI, № 7. - С. 43 - 46.
3. Экспериментальная оценка противоопухолевых препаратов в СССР и США. Под ред. Софьиной З.П., Сырки-на А.Б., Голдина А., Клейн А. - М.: Медицина, 1980.
4. Bohle A.S., Kalthoff Н. Molecular mechanisms of tumor metastasis and angiogenesis. // Langenbeck’s Arch Surg . -1999.-384.-P. 133-140.
5. Fidler I.J. Critical factors in the biology of human cancer metastasis. // Twenty-eighth G.H. A.Clowes Memorial Award lecture. //Cancer Res. - 1990. - 50. - P. 6130 - 6138.
6. Majima R. Ber Den Hauptbestandteil des Japan lacks, VI1. Mitteilung: Stellung der Doppelbindungen in der Seitenkett des Urushiols und Beweisf hrung, da das Urushiol eine Mischung ist. // Chem.Ber. - 1922. - 55B. - P. 172 - 191.
7. Onishi N. // In Urushi: Elegant Asia. NEC Creative. - Japan, 1995.
8. Poste G„ Fidler I.J. The pathogenesis of cancer metastasis. Nature. -1980.-283. - P.139 —146.
9. Tyman J.H.P. Non-isoprenoid pong chain phenols. // Chem.Soc.Rev. —1979. - 8. - P. 499 —537.
