CC BY
17
DOI: 10.17650/1726-9784-2021-20-1-67-73
Cct0
Производное 3-гидроксихиназолина, аналог эрастина, индуцирует ферроптоз в метастатических клетках меланомы
Л.М. Борисова, В.Н. Осипов, Д.В. Гусев, И.С. Голубева, М.П. Киселева, А.А. Вартанян
ФГБУ«Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России; Россия, 115478 Москва, Каширское шоссе, 24
Контакты: Лариса Михайловна Борисова larib@inbox.ru
Введение. Резистентность к терапии является основной причиной клинического прогрессирования злокачественной опухоли на фоне лечения. Реактивировать апоптоз в резистентных клетках практически нереально, опухоль переходит в необратимую фазу роста. Опубликованные недавно данные о способности производных хиназолина, индукторов ферроптоза, вызывать гибель резистентных клеток открывают новые возможности для повышения эффективности противоопухолевой терапии. Цель исследования - изучение индукции ферроптоза синтезированным аналогом эрастина OVN-002 в клетках меланомы Mel Z и оценка его противоопухолевой активности на перевиваемой меланоме В-16 мышей. Материалы и методы. В экспериментах in vitro использованы 2й-культивирование метастатических клеток меланомы Mel Z, фазово-контрастная и флуоресцентная микроскопия. Исследования in vivo проведены на модели экспериментального роста меланомы В-16 у самок гибридов иммунокомпетентных мышей F1 (C57BI/6 х DBA/2). Противоопухолевый эффект оценивали по торможению роста опухоли (ТРО, %) и увеличению продолжительности жизни леченых животных по сравнению с животными контрольной группы.
Результаты. Гибель опухолевых клеток при воздействии OVN-002 и эрастина в концентрациях 10,0 мкМ происходила по механизму ферроптоза. Цитотоксическая активность 0VN-002 была сравнима с активностью эрастина на клетках метастатической меланомы Mel Z: 744 ± 20 и 719 ± 20 у. е. соответственно. В экспериментах in vivo на меланоме В-16 в дозе 50 мг/кг 0VN-002 оказал противоопухолевый эффект с ТРО 81-57 % (p <0,05) до 7-го дня наблюдения, тогда как для эрастина отмечали только непосредственный эффект (ТРО 65 %, p <0,05).
Заключение. Полученные данные позволяют предположить, что соединение 0VN-002 может стать потенциальным противоопухолевым агентом для лечения меланомы.
Ключевые слова: производное хиназолина, ферроптоз, меланома, противоопухолевая активность
Для цитирования: Борисова Л.М., Осипов В.Н., Гусев Д.В. и др. Производное 3-гидроксихиназолина, аналог эрастина, индуцирует ферроптоз в метастатических клетках меланомы. Российский биотерапевтический журнал 2021;20(1):67-73.
3-Hydroxyquinazoline derivative, an analogue of erastin, induces ferroptosis in metastatic melanoma cells
Larisa M. Borisova, Vasiliy N. Osipov, Dmitriy V. Gusev, Irina S. Golubeva, Marina P. Kiseleva, Amalia A. Vartanian
N. N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology of the Ministry of Health of Russia; 24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478, Russia
Contacts: Larisa Mikhailovna Borisova larib@inbox.ru
Introduction. The main cause of clinical progression of tumor under the conditions of treatment is the resistance. Reactivate apoptosis in resistant to chemotherapy cells is impossible, the tumor grows into an irreversible growth phase. Recently published data on the ability of ferroptosis inducers to induce the death of resistant cells opens up new possibilities for improving the effectiveness of antitumor therapy.
The purpose of the study - assessment of the mechanism of ferroptosis induction of the synthesized analogue of erastin OVN-002 on Mel Z melanoma cells and investigation of its antitumor activity on transplanatated B-16 melanoma of mice.
Materials and methods. In this study 2D cultivation of metastatic Mel Z melanoma cells, phase-contrast and fluorescence microscopy, and a model of experimental growth of B-16 melanoma in female hybrids of immunocompetent mice F1 (C57Bl/6 x DBA/2) were used. The antitumor effect was evaluated by measurement of tumor growth inhibition (TGI, %) and increase of life span of the treated animals as compared to the control ones.
Results. The cytotoxic activity of OVN-002 was equal to the activity of erastin on metastatic melanoma cells Mel Z: 744 ± 20 and 719 ± 20 a. u., respectively. 0VN-002 at a dose 50 mg/kg reduced the growth of experimental melanoma B-16 about 81 % (TGI 81-57 %, p <0.05). The effect was stable up to 7th day, while erastin showed only a direct antitumor effect (TGI 65 %, p <0.05).
Conclusion. The data obtained suggest that 0VN-002 might be considered as a novel antitumor agent. Key words: quinazoline derivative, ferroptosis, melanoma, antitumor activity
For citation: Borisova L.M., Osipov V.N., Gusev D.V. et al. 3-Hydroxyquinazoline derivative, an analogue of erastin, induces ferroptosis in metastatic melanoma cells. Rossiyskiy bioterapevticheskiy zhurnal = Russian Journal of Biotherapy 2021;20(1):67-73. (In Russ.).
Введение
Современная противоопухолевая терапия базируется в основном на индукции апоптоза в опухолевых клетках. Несмотря на существенное улучшение результатов химиотерапии, достигнутое в последние годы, в большинстве случаев лечение сопровождается развитием лекарственной резистентности [1]. Дальнейшее улучшение результатов лечения будет связано с преодолением репрессии апоптоза в опухолевых клетках. Обнаруженный недавно новый тип программируемой гибели клетки, ферроптоз, позволяет надеяться на продление ремиссии онкологических больных. Ферроптоз — железозависимая гибель клетки, при которой накапливаются продукты пере-кисного окисления фосфолипидов, основного компонента всех клеточных мембран. Окисление происходит при непременном участии ионов железа. Избыток ионов железа Fe2+, находящихся в несвязанном с ферритином или ферропортином состоянии, запускает реакцию Фентона, генерируются гидрок-сил-радикалы, окисляющие фосфолипиды клеточных мембран [2—4]. Противодействует массивному окислению липидов антиоксидантная система защиты клетки. Основные компоненты антиоксидантной системы клетки составляют глутатионпероксидаза ^РХ4), которая восстанавливает потенциально опасные гидроперекиси липидов в нетоксичные спирты (дефицит GPX4 несовместим с жизнью), и глутатион, субстрат GPX4. Глутатион — трипептид, состоящий из глутамина, глицина и цистеина. Истощение запасов глутатиона усиливает перекисное окисление ли-пидов и убивает клетку. Индукторы ферроптоза делят на ингибиторы GPX4 и соединения, блокирующие транспорт цистеина в клетку, в том числе такие как эрастин и его аналоги [5—8].
Следует отметить, что ферроптоз обнаружили в процессе поиска противоопухолевых соединений.
Исследователи из группы Stockwell, занимаясь скринингом соединений, направленных на индукцию гибели опухолевых клеток с мутацией в ЛА5*-онко-гене, обнаружили соединение эрастин, производное хиназолина, которое вызывало массовую гибель опухолевых клеток. При комбинировании эрастина с хе-латорами железа стало ясно, что необычная гибель, обнаруженная ими, это железозависимая гибель клетки. Эти исследователи и ввели в 2012 г. термин «ферроптоз» [9].
В работе представлены результаты исследований влияния синтезированного аналога эрастина — бензил 2-((2-(3,5-диметил-1Н-пиразол-1-ил)-4-ок-сохиназолин-3(4Н)-ил)окси)ацетата(0У^002) — на индукцию ферроптоза в метастатических клетках меланомы Mel Z и клетках перевиваемой меланомы В-16.
Целью настоящего исследования является изучение индукции гибели клетки по типу ферроптоза синтезированным аналогом эрастина OVN-002 в клетках меланомы Mel Z и оценка его противоопухолевой активности на перевиваемой меланоме В-16 мышей.
Материалы и методы
Культивирование клеток
В работе были использованы клетки меланомы Mel Z, полученной из опухолевого материала пациента с диссеминированной меланомой, проходившего лечение в ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Бло-хина» Минздрава России [10].
Клетки меланомы Mel Z культивировали в полной среде RPMI-1640, содержащей 10 % телячьей эмбриональной сыворотки (HI-CLONE), 2 ммоль/мл глутамина и 0,1 мг/мл гентамицина (приобретены у «ПанЭко», Россия). В экспериментах использовали клетки 70—75 % конфлюентности.
Оригинальные статьи 69
O O Исследования in vivo II о JL Животные. Исследования in vivo выполнены r^^^T^^^N^ на самках мышей — гибридов Fl (C57B1/6 х DBA/2) 1 I 1 массой 20—22 г. Мышей получали из отдела лабо-^^^^^n^^N^Ns. раторных животных ФГБУ «Национальный меди- 1 ^--- цинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России. Животных со' держали в виварии при естественном освещении, на стандартном рационе питания и свободном дос- Рис. 1. Структурная формула OVN-002 тупе к воде [12] Fig. 1. Structuralformula 0VN-002 Опухолевая модель. Первичную оценку противоопухолевой активности соединения OVN-002 прово-Синтез бензил 2-((2-(3,5-диметил-1#-пира- дили на перевиваемой меланоме В-16 мышей. зол-1-ил)-4-оксохиназолин-3(4Д)-ил)окси)- Штамм меланомы В-16 поддерживали на сам-ацетата (OVN-002) (рис. 1) ках мышей линии C57B1/6 [13]. Для перевивки опу-К раствору 256 мг (1,0 ммоль) 3-гидрокси-2- холевую ткань измельчали ножницами до гомогенной (3,5-диметил-1Л-пиразол-1-ил) хиназолин-4(3Л)-она консистенции, добавляли среду 199 до соотноше-в 5 мл диметилсульфоксида (ДМСО) («ПанЭко», ния 1:10 и 0,5 мл (50 мг опухолевой массы) получен-Россия) добавляли 138 мг (1,0 ммоль) мелкоизмель- ной суспензии вводили подкожно в область правой ченного карбоната калия и по каплям вносили 185 мг подмышечной впадины самкам гибридов мышей (1,1 ммоль) бензилового эфира хлоруксусной кисло- F1 (C57B1/6 х DBA/2) [13]. ты. Перемешивали при комнатной температуре в те- Схема введения. Эрастин и 0VN-002 вводили мы-чение 12 ч, выливали в 15 мл холодной воды, отфиль- шам ежедневно внутрибрюшинно в течение 5 дней. тровывали осадок, промывали на фильтре 2 раза по Начало введения — через 48 ч после трансплантации 10 мл воды и затем 10 мл гексана. Сушили на возду- меланомы В-16. Соединение 0VN-002 изучали в дохе. Выход составлял 347 мг (86 %) белых кристаллов. зах 10, 15, 30, 50 и 100 мг/кг. Действие 0VN-002 срав-Т.пл. 121—123 °С. Спектр 'H ЯМР (360 МГц, ДМСО-^6, нивали с эффектом эрастина в дозе 50 мг/кг. 5 м.д.) 8,20 (д, J = 8,0 Гц, 1H), 7,88 (т, J = 8,4 Гц, 1H), Эрастин растворяли в ДМСО («ПанЭко», Россия) 7,79 (д, J = 8,4 Гц, 1H), 7,61 (т, J = 8,4 Гц, 1H), 7,34— и подкисляли соляной кислотой до рН 3,5, далее рас-7,39 (м, 5H), 6,12 (с, 1H), 6,12 (с, 1H), 5,22 (с, 2H), твор разбавляли водой для инъекций до необходимой 5,15 (с, 2H), 2,44 (с, 3H), 2,10 (с, 3H). концентрации эрастина и содержания ДМСО не более 10 %. Исследование влияния OVN-002 на индукцию 0VN-002 растворяли в ДМСО, затем добавляли ферроптоза in vitro кислотный фосфатный буфер (рН 4,8) до концентра-Клетки меланомы Mel Z растили в полной среде ции 3 мг/мл и содержания ДМСО не более 10 %. RPMI-1640 в 24-луночном планшете. Через 24 ч роста Группы мышей формировали с учетом получения клеток в СО2-инкубаторе при 37 °С добавляли 0,1; 1,0 статистически достоверных результатов: контрольная и 10,0 мкМ эрастина или 0,1; 1,0 или 10,0 мкМ 0VN-002 группа состояла из 10 животных, опытные группы — и инкубировали в течение 5 ч. Ранее было показано, из 6 животных. что клетки меланомы Mel Z чувствительны к эрасти- Критерии оценки противоопухолевого эффекта. ну при концентрации 10,0 мкМ [11]. В качестве кон- Наблюдение за мышами проводили до их гибели. троля использовали клетки, растущие в полной сре- Противоопухолевый эффект соединений оценива-де RPMI-1640 без индукторов ферроптоза. ли по торможению роста опухоли (ТРО, %) и уве-Затем среду заменяли свежей, не содержащей сы- личению продолжительности жизни (УПЖ, %) воротки, и добавляли 5 мкМ СП-BODIPY (581/591) — леченых мышей по сравнению с контрольными индикатора перекисного окисления липидов (получен животными [14]. от ^егто Fisher Scientific, США). СП-BODIPY — это Для оценки ТРО проводили измерение 3 макси-флуорофор, который, переходя из тиоэфира в суль- мальных взаимно перпендикулярных размеров опу-фоксид, меняет флуоресцентные характеристики: убы- холи (a — длина, b — ширина, c — высота) у каждого вает поглощение красного цвета и нарастает поглощение животного, вычисляли ее объем, а затем средний зеленого. После инкубирования с флуоресцентной мет- объем опухоли в группе. Измерение объема опухоли кой в течение 30 мин клетки трижды промывали фос- проводили каждые 3—4 дня начиная с 1-го дня после фатным буфером. Интенсивность флуоресценции опре- окончания лечения животных по формуле 1: деляли на флуоресцентном микроскопе IN Cell Analyzer (GE Healthcare, США) при 510-550 нм. V(мм3) = a х b х с.
1'2021 ТОМ 20 I VOL. 20 РОССИЙСКИЙ БИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ I RUSSIAN JOURNAL OF BiOTHERAPY
ТРО вычисляли по формуле 2:
ТРО (%) = (V - F)/F х 100,
где V — средний объем опухолей в контрольной группе (мм3), V — средний объем опухолей в опытной группе (мм3).
УПЖ вычисляли по формуле 3:
УПЖ (%) = (СПЖо — СПЖк)/СПЖк х 100,
где СПЖк — средняя продолжительность жизни животных в контрольной группе (дни), СПЖо — средняя продолжительность жизни животных в опытной группе (дни).
Минимальные критерии активности — ТРО >50 %, УПЖ >25 %. Эффективными считали дозы, вызывающие ТРО >70 % продолжительностью не менее 7 дней после окончания лечения [14].
Статистическую значимость противоопухолевого эффекта по отношению к нелеченым особям контрольной группы определяли по методу Фишера— Стьюдента. Различия между сравниваемыми группами считали статистически достоверными прир <0,05.
Результаты
Исследования in vitro
Ранее нами был исследован дозозависимый эффект эрастина на рост клеток меланомы Mel Z. Было показано, что 0,1 и 1,0 мкМ эрастина не индуцировали ферроптоз в клетках меланомы. Гибель клеток Mel Z наблюдали при концентрации 10,0 мкМ [11]. О гибели клеток меланомы Mel Z по типу ферроптоза судили по интенсивности перекисного окисления ли-пидов, которое фиксировали после инкубации клеток с флуоресцентной меткой C11-BODIPY (581/591 нм).
Соединение 0VN-002 также тестировали при 3 концентрациях: 0,1; 1,0 и 10,0 мкМ. При концентрации 0,1 мкМ соединение 0VN-002 не индуцировало ферроптоз в клетках Mel Z; при 1,0 мкМ наблюдалась гибель 10—15 % клеток; гибель клеток, индуцированная 10,0 мкМ соединения 0VN-002, была сравнима с гибелью клеток, индуцированной 10,0 мкМ эрас-тина (рис. 2). Следует отметить, что интенсивность флуоресценции C11-BODIPY для 10,0 мкМ 0VN-002 и эрастина была сравнима: 744 ± 20 и 719 ± 20 у. е. соответственно (см. рис. 2). В контрольных клетках и клетках, инкубированных с эквимолярным количеством ДМСО, интенсивность флуоресценции равнялась 202 ± 10 и 206 ± 10 у. е. соответственно.
Чувствительность клеток меланомы Mel Z к действию соединения 0VN-002 позволила инициировать исследование его противоопухолевой активности на модели перевиваемой меланомы В-16 мышей.
Первичная оценка противоопухолевой активности
OVN-002 in vivo
При изучении действия 0VN-002 на меланому В-16 было выявлено, что в диапазоне доз 10—30 мг/кг соединение оказывало минимальный противоопухолевый эффект на уровне 48—59 % ТРО (р <0,05 по отношению к контролю) (см. таблицу).
Результаты сравнительного исследования противоопухолевой активности 0VN-002 и эрастина в дозе 50 мг/кг показали, что 0VN-002 оказывал выраженное противоопухолевое действие на рост меланомы В-16 (см. таблицу). ТРО составляло 81—57 % (p <0,05 по отношению к контролю), эффект наблюдали в течение 7 дней после окончания лечения.
Введение эрастина вызывало кратковременное ТРО В-16 непосредственно после окончания лечения (ТРО 65 %; p <0,05 по отношению к контролю).
Рис. 2. OVN-002 индуцирует гибель клеток Mel Z по типу ферроптоза. Флуоресценция C11-BODIPY в клетках Mel Z: а — рост клеток с 10,0 мкМ OVN-002; б — контроль с 10 % ДМСО; в — рост клеток с 10,0 мкМ эрастина. х 200
Fig. 2. Ferroptotic cell death induced by 0VN-002. The fluorescence of C11-BODIPY in Mel Z: а — cells grown with 10.0 pM 0VN-002; б — control cells with 10 % DMSO; в - cells grown with 10.0 pM of erastin. х 200
Противоопухолевая активность OVN-002 на меланоме В-16 Antitumor activity of OVN-002 on B-16 melanoma
№ Группа Group Доза, мг/кг Dose, mg/kg ТРО, % TGI, % УПЖ, %
Дни после окончания лечения
No.
1 4 7 10 13 17
1 10 59* 48* 53* 24 25 38 12
2 15 48* 10 36 12 18 24 5
3 0VN-002 30 56* 32 21 29 30 17 23
4 50 81* 69* 57* 46 33 55* 14
5 100 65* 62* 67* 56* 57* 43 29*
6 Эрастин 50 65* 22 28 1 0 0 3
*p <0,05различия достоверны по отношению к контролю. *p <0.05 differences are significant in relation to control.
Примечание. ТРО — торможение роста опухоли; УПЖ — увеличение продолжительности жизни. Note. TGI — tumor growth inhibition; ILS — increase of life span.
В этой дозе ни соединение 0УК-002, ни эрастин достоверно не увеличивали продолжительность жизни мышей (УПЖ 14 и 3 % соответственно).
Увеличение дозы 0\^002 до 100 мг/кг приводило к более равномерному и длительному противоопухолевому эффекту: ТРО составило 65—67 % (р <0,05 по отношению к контролю) в течение 7 дней после окончания лечения, далее эффект сохранялся на уровне ТРО 57 % (р <0,05) до 13-го дня наблюдения. В этой дозе получен эффект УПЖ на уровне 29 % (р <0,05 по отношению к контролю).
Следует отметить, что после введения соединений гибель мышей не отмечали ни в одной из опытных групп.
Обсуждение
Меланома — высокозлокачественная опухоль, резистентная к химио- и лучевой терапии [15], а также к антиангиогенной терапии. Высокая частота рецидивов, непредсказуемость клинического течения болезни и отсутствие эффективной системной терапии делают пессимистическими прогнозы при про-грессировании и метастазировании опухоли. Два независимых факта привели нас к синтезу и исследованию влияния аналога эрастина на рост метастатических клеток меланомы: во-первых, индукторы ферроптоза способны вызывать гибель резистентных к терапии опухолевых клеток [15, 16], во-вторых, эрастин плохо растворим в воде и нестабилен [17, 18].
«Золотым стандартом» индукции ферроптоза и сегодня продолжает оставаться эрастин. В последнее время эрастин рассматривается как перспективное противоопухолевое соединение, способное повысить
эффективность стандартной химио- и лучевой терапии [19]. Эрастин содержит в молекуле структурный фрагмент хиназолина, который, очевидно, важен для проявления такого типа активности [9, 20]. Нами была модифицирована структура эрастина с заменой заместителей во 2-м и 3-м положении хиназолинового цикла. Во 2-м положении был введен пиразольный цикл, а в 3-м — гидроксильная группа, алкилированная бен-зиловым эфиром уксусной кислоты. Предполагалось, что такая замена должна привести к усилению активности данного соединения по сравнению с эрастином.
In vitro исследование соединения OVN-002 показало, что его активность не только приближалась к активности эрастина при одинаковой концентрации в 10,0 мкМ, но и незначительно превышала эффект эрастина на клетках меланомы Mel Z. Обнаруженная в опытах in vitro цитотоксическая активность 0VN-002 явилась основанием для исследования его противоопухолевой активности на экспериментальной модели меланомы В-16 мышей. Исследование аналогов эрастина in vivo в настоящее время лимитировано низкой биодоступностью соединений, обусловленной их плохой растворимостью в воде [17, 18]. Поэтому J. Сао и соавт. использовали в качестве растворителя 0,625 % ДМСО [21]. Другие авторы растворяли эрастин в 5 % ДМСО с кукурузным маслом или в 0,1 % ДМСО [22, 23]. Также эрастин растворяли в 2 % ДМСО с последующим добавлением 98 % физиологического раствора с фосфатным буфером [24]. Синтезированный аналог эрастина 0VN-002 также плохо растворялся в воде. Для in vivo экспериментов соединение 0VN-002 растворяли в ДМСО, затем добавляли кислотный фосфатный буфер (рН 4,8), получая раствор с содержанием ДМСО не более 10 %.
При первичной оценке противоопухолевой активности соединения OVN-002 in vivo на меланоме В-16 выявлено, что соединение в дозе 50 мг/кг оказало эффект в виде ТРО 81—57 % (p <0,05) в течение 7 дней после окончания лечения. В то же время эрастин в аналогичной дозе показал лишь кратковременный эффект (ТРО 65 %, p <0,05) в 1-й день наблюдения. При увеличении дозы 0VN-002 до 100 мг/кг получен более длительный противоопухолевый эффект: ТРО составило 65—57 % до 13-го дня наблюдения. В этой дозе соединение оказало эффект УПЖ на 29 % (р <0,05), что превышало, хотя и незначительно, минимальное значение критерия (УПЖ 25 %).
К сожалению, в данном эксперименте доза эрастина 100 мг/кг не была испытана, что предполагается сделать в последующих исследованиях.
Несмотря на несомненную перспективность эрастина, к настоящему времени нет внедренного в клиническую практику препарата, индуцирующего фер-роптоз в опухолевых клетках. Полученные данные об индукции гибели метастатических клеток мелано-мы Mel Z и первичная оценка противоопухолевой активности соединения 0VN-002 могут служить основанием для продолжения исследований и синтеза новых производных хиназолина с более высокой активностью.
Заключение
Сегодня уже нет сомнений, что одной из основных причин клинического прогрессирования опухоли на фоне лечения является резистентность к терапии. Достигнуть реактивации апоптоза в резистентных клетках практически невозможно. Заболевание вступает в терминальную неконтролируемую фазу роста.
Опубликованные недавно данные о способности индукторов ферроптоза вызывать гибель метастатических опухолевых клеток привели нас к инициации поиска низкомолекулярных активаторов ферроптоза.
Проведенные исследования показали, что производное хиназолина OVN-002 проявляет цитоток-сическую активность, сравнимую с активностью эрастина, на клетках метастатической меланомы Mel Z: в концентрации 10,0 мкМ значения флуоресценции C11-BODIPY для 0VN-002 и эрастина составляли 744 ± 20 и 719 ± 20 у. е. соответственно.
0VN-002 оказывает более высокий противоопухолевый эффект на меланому В-16 мышей по сравнению с эрастином: ТРО 81—57 % (p <0,05 по отношению к контролю) до 7-го дня и ТРО 65 % (p <0,05) в 1-й день после окончания лечения соответственно.
Полученные предварительные результаты дают возможность продолжить поиск соединений, индуцирующих ферроптоз.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
1. Свирновский А.И. Резистентность опухолевых клеток к терапевтическим воздействиям как медико-биологическая проблема. Международные обзоры: Клиническая практика и здоровье 2014;5(11):15—37. [Svirnov-sky A.I. The resistance of tumor cells
to therapeutic influences as a biomedical problem. Mezhdunarodnie obzory: klinicheskaya praktika i zdorovie = International Reviews: Clinical Practice and Health 2014;5(11):15-37 (In Russ.)].
2. Xie Y., Hou W., Song X. et al. Ferroptosis: Process and function. Cell Death Differ 2016;23(3):369-79. DOI: 10.1038/cdd.2015.158.
3. Вартанян А.А. Метаболизм железа, ферроптоз, рак. Российский биотерапевтический журнал 2017;16(3):14—20. [Vartanian A.A. Iron metabolism, ferropto-sis and cancer. Rossiysky bioterapevti-chesky zhurnal = Russian Journal of Bio-therapy 2017;16(3):14-20 (In Russ.)]. DOI: 10.17650/1726-9784-2017-16-3-14-20.
4. Bogdan A.R., Miyazawa M., Hashimoto K. et al. Regulators of iron homeostasis: new players in metabolism, cell death, and disease. Trends Biochem Sci 2016;41(3):274-86.
DOI: 10.1016/j.tibs.2015.11.012.
5. Lo M., Ling V., Wang Y.Z. et al. The xc-cystine/glutamate antiporter:
a mediator of pancreatic cancer growth with a role in drug resistance. Br J Cancer 2008;99:464-72. DOI: 10.1038/sj.bjc.6604485.
6. Yang W.S., Sriramaratnam R., Welsch M.E. et al. Regulation
of ferroptotic cancer cell death by GPX4.
Cell 2014;156:317-31.
DOI: 10.1016/j.cell.2013.12.010.
7. Yang W.S., Stockwell B.R. Ferroptosis: death by lipid peroxidation. Trends Cell Biol 2016;26(3):165-76.
DOI: 10.1016/j.tcb.2015.10.014.
8. Lewerenz J., Hewett S., Huang Y. et al. The cystine/glutamate antiporter system x(c)(-) in health and disease: from molecular mechanisms to novel therapeutic opportunities. Antioxid Redox Signal 2013;18(5):522-55. DOI: 10.1089/ars.2011.4391.
9. Dixon S.J., Lemberg K.M., Lamprecht M.R. et al. Ferroptosis: an iron-dependent form
of nonapoptotic cell death. Cell 2012;149(5):1060-72. DOI: 10.1016/j.cell.2012.03.042. 10. Михайлова И.Н., Барышников А.Ю., Демидов Л.В. и др. Клеточная линия
меланомы человека Mel Z, используемая для получения противоопухолевых вакцин. Патент на изобретение RU 2390556 C1, 27.05.2010. [Mikhajlova I.N., Baryshnikov A.J., Demidov L.V. et al. Human melanoma cell line Mel Z used for making antitumor vaccines. Patent of Invention RU 2390556 C1, 27.05.2010. (In Russ.)].
11. Вартанян А.А., Осипов В.Н., Хочен-ков Д.А. и др. Производные хиназолина, индуцирующие ферроптоз в метастатических клетках меланомы
и рака толстой кишки. Патент на изобретение RU 2722308 C1, 2020. [Vartanian A.A., Osipov V.N., Khochen-kov D.A. et al. Quinazoline derivatives inducing ferroptosis in metastatic melanoma cells and colon cancer. Patent of Invention RU 2722308 C1, 2020. (In Russ.)].
12. Руководство по содержанию и использованию лабораторных животных. 8-е изд. Пер. с англ. под ред. И.В. Белозерцевой, Д.В. Блинова, М.С. Красильщиковой. М.: ИРБИС, 2017. 336 с. [Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. 8ht ed. Transl. from Eng. by I.V. Belozertseva,
D.V. Blinov, M.S. Krasilschikova. Moscow: IRBIS, 2017. 336 р. (In Russ.)].
13. Экспериментальная оценка противоопухолевых препаратов в СССР
и США. Под ред. З.П. Софьина, А.Б. Сыркина, А. Голдин, И. Кляйн. М.: Медицина, 1980. 296 с. [Experimental evaluation of antitumor drugs in the USSR and the USA. Ed. Z.P. Sofina, A.B. Syrkin(USSR), A. Goldin, A. Klein(USA). Moscow: Meditsina, 1980. 296 p. (In Russ.)].
14. 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 первая. М.: Гриф и К., 2012. С. 642-57. [Treschalina E.M., Zhukova O.S., Gerasimova G.K. et al. Methodical recommendations
for the preclinical study of the antitumor activity of drugs. In the book: Guidelines for conducting preclinical studies of drugs. Part one. Moscow: Grif i K., 2012. Pp. 642-57 (In Russ.)].
15. Tsoi J., Robert L., Paraiso K. et al. Multi-stage Differentiation Defines
Melanoma Subtypes with Differential Vulnerability to Drug-Induced Iron-Dependent Oxidative Stress. Cancer Cell 2018;33(5):890-904.e5. DOI: 10.1016/j.ccell.2018.03.017.
16. Yu Y., Xie Y., Cao L. et al. The ferroptosis inducer erastin enhances sensitivity of acute myeloid leukemia cells to chemotherapeutic agents. Mol Cell Oncol 2015;2(4):e1054549. DOI: 10.1080/23723556.2015. 1054549.
17. Viswanathan V.S., Ryan M.J., Dhruv H.D. et al. Dependency of a therapy-resistant state of cancer cells on a lipid peroxidase pathway. Nature 2017;547(7664):453-7.
DOI: 10.1038/nature23007.
18. Hangauer M.J., Viswanathan V.S., Ryan M.J. et al. Drug-tolerant persister cancer cells are vulnerable to GPX4 inhibition. Nature 2017;551(7679): 247-50. DOI: 10.1038/nature24297.
19. Zhao Y., Li Y., Zhang R. et al. The Role of Erastin in Ferroptosis and Its Prospects in Cancer Therapy. Onco Targets Ther 2020;13:5429-41.
DOI: 10.2147/OTT.S254995.
20. Dixon S.J., Patel D.N., Stockwell B.R. Pharmacological inhibition of cystine-glutamate exchange induces endoplasmic reticulum stress and ferroptosis. Elife 2014; 3:e02523. DOI: 10.7554/eLife.02523.
21. Cao J., Chen X., Jiang L. et al. DJ-1 suppresses ferroptosis through preserving the activity of S-adenosyl homocysteine hydrolase. Nature communications 2020;11:1251. DOI: 10.1038/s41467-020-15109-y.
22. Luo M., Wu L., Zhang K. et al. miR-137 regulates ferroptosis by targeting glutamine transporter SLC1A5
in melanoma. Cell Death & Differentiation 2018;25:1457-72. DOI: 10.1038/s41418-017-0053-8.
23. Shiromizu Sh., Yamauchi T., Kusunose N. et al. Dosing Time-Dependent Changes in the Anti-tumor Effect of xCT Inhibitor Erastin in Human Breast Cancer Xenograft Mice. Biol Pharm Bull 2019;42(11):1921-5.
DOI: 10.1248/bpb.b19-00546.
24. Sun X., Ou Z., Xie M. et al. HSPB1 as a novel regulator of ferroptotic cancer cell death. Oncogene 2015;34(45):5617-25. DOI: 10.1038/onc.2015.32.
Вклад авторов:
Л.М. Борисова: разработка дизайна исследования, обсуждение результатов, редактирование рукописи; В.Н. Осипов: синтез и подтверждение структуры соединения;
А.А. Вартанян: исследования in vitro, обсуждение результатов, написание рукописи;
Д.В. Гусев: обсуждение дизайна синтеза соединения;
И.С. Голубева: трансплантация опухоли, исследование in vivo;
М.П. Киселева: обработка результатов исследования in vivo.
Authors contributions:
L.M. Borisova: study design, results discussion, manuscript editing; V.N. Osipov: the synthesis and confirmation of 0VN-002 structure;
A.A. Vartanian: in vitro studies, results discussion, manuscript writing; D.V. Gusev: discussion of 0VN-002 synthesis design;
I.S. Golubeva: tumor transplantation, in vivo studies; M.P. Kiseleva: in vivo studies results processing.
ORCID авторов/ORCID of authors
Л.М. Борисова / L.M. Borisova: https://orcid.org/0000-0001-6554-1949
B.Н. Осипов / V.N. Osipov: https://orcid.org/0000-0001-7726-4467 А.А. Вартанян / A.A. Vartanian: https://orcid.org/0000-0001-9342-5523 Д.В. Гусев / D.V. Gusev: https://orcid.org/0000-0003-0218-8265
И.С. Голубева / I.S. Golubeva: https://orcid.org/0000-0002-7263-7444 М.П. Киселева / M.P. Kiseleva: https://orcid.org/0000-0002-4309-6722
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Финансирование. Исследование проведено в рамках НИР № АААА-А19-119021890101-1
«Разработка подходов к созданию противоопухолевых агентов на основе соединений — потенциальных индукторов ферроптоза». Financing. The study was performed in the framework research work № АААА-А19-119021890101-1 "Development of approaches to the creation of antitumor agents based on compounds — potential inducers of ferroptosis".
Соблюдение правил биоэтики. Протокол исследования одобрен комитетом по биомедицинской этике ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России. Исследование выполнено в соответствии с этическими нормами обращения с животными, принятыми Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для исследовательских и иных научных целей.
Compliance with the rules of bioethics. The study protocol was approved by the biomedical ethics committee of N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology of the Ministry of Health of the Russian Federation. The study was performed in accordance with the ethical standards for the treatment of animals adopted by the European Convention for the protection of vertebrates used for research and other scientific purposes.
Статья поступила: 11.11.2020. Принята в печать: 24.12.2020. Article submitted: 11.11.2020. Accepted for publication: 24.12.2020.
