Противоопухолевая активность комбинации дегидроксиметилэпоксихиномицина (DHMEQ) и цисплатина на модели диссеминированного рака яичников

Кзыргалин Шамиль Римович; Ямиданов Ренат Салекович; Амиров Рустэм Ахмадуллович; Ганцев Шамиль Ханафиевич

Оригинальные исследования

https://doi.org/10.24060/2076-3093-2023-13-3-210-214

(сс)]

Кзыргалин Шамиль Римович — к.м.н., доцент, кафедра онкологии с курсами онкологии и патологической анатомии ИДПО, огсМ. огд/0000-0001-9721-108Х

Ямиданов Ренат Салеко-

вич — к.б.н., кафедра онкологии с курсами онкологии и патологической анатомии ИДПО

Амиров Рустэм Ахмадул-лович — orcid.org/0009-0002-

3227-5663

Ганцев Шамиль Ханафи-евич — д.м.н., профессор, кафедра онкологии с курсами онкологии и патологической анатомии ИДПО, orcid. ощд0000-0003-2047-9бЗХ

Противоопухолевая активность комбинации дегидроксиметилэпоксихиномицина (DHMEQ) и цисплатина на модели диссеминированного рака яичников

Ш.Р. Кзыргалин'2', Р.С. Ямиданов'2, Р.А. Амиров2, Ш.Х. Ганцев1,2

1 Башкирский государственный медицинский университет, Россия, Республика Башкортостан, Уфа

2 Научно-исследовательский институт онкологии Башкирского государственного медицинского университета, Россия, Республика Башкортостан, Уфа

* Контакты: Кзыргалин Шамиль Римович, e-mail: [email protected]

Аннотация

Введение. Рак яичников (РЯ) является актуальной проблемой современной онкологии. В лечение РЯ важную роль играет проведение циторедуктивной операции и комбинированной терапии препаратами платины и так-санами. Частота ответа на терапию первой линии составляет около 80-90 %, но у большинства пациентов возникает рецидив и развивается резистентность к терапии. Таким образом, поиск новых эффективных лекарственных средств и новых комбинаций для лечения РЯ является актуальной задачей современной онкологии. Цель исследования. В эксперименте in vivo оценить противоопухолевую активность комбинации дегидрокси-метилэпоксихиномицина (DHMEQ) и цисплатина на модели рака яичников. Материалы и методы. Для оценки противоопухолевой активности использовали экспериментальную модель диссеминированного РЯ у крыс. Было отобрано 200 крыс-самок Вистар, которым перевивался штамм опухоли яичников (ОЯ). Препараты вводились внутрибрюшинно. Ориентиром качества экспериментального лечения принимали медиану продолжительности жизни. Результаты. Было получено, что при использовании комбинации DHMEQ с цисплатином увеличение выживаемости составило 387 % (p = 0,005, log-rank test) по сравнению с контрольной группой и на 91 % по сравнению с группой животных, которым был введен цисплатин (p = 0,003, log-rank test) в монорежиме. Более 50 % животных в группе комбинации DHMEQ + цисплатин оставались живыми на 73 сутки эксперимента. В группе с цисплатином не осталось ни одного животного, а в группе с DHMEQ в живых оставалось лишь одна крыса. Обсуждение. Таким образом, были получены данные, демонстрирующие потенцирующий противоопухолевый эффект комбинации DHMEQ с цисплатином на 387 % по сравнению с контрольной группой. Заключение. В результате проведенных экспериментов были получены данные, демонстрирующие потенцирующий противоопухолевый эффект DHMEQ в комбинации с цисплатином. Полученные данные также демонстрируют, что DHMEQ в комбинации с цисплатином проявляет высокую эффективность на in vivo модели рака яичников.

Ключевые слова: рак яичников, потенцирующий противоопухолевый эффект, противоопухолевая активность, дегидроксиметилэпоксихиномицин, цисплатин, медиана выживаемости, модель болезни на животных, крысы

Для цитирования: Кзыргалин Ш.Р., Ямиданов Р.С., Амиров Р.А., Ганцев Ш.Х. Противоопухолевая активность комбинации дегидроксиметилэпоксихиномицина (DHMEQ) и цисплатина на модели диссеминированного рака яичников. Креативная хирургия и онкология. 2023;13(3):210-214. https://doi.org/10.24060/2076-3093-2023-3-210-214

Antitumor Activity of Dehydroxymethylepoxychinomycin (DHMEQ) and Cisplatin Combination in a Model of Disseminated Ovarian Cancer

ShamilR. Kzyrgalin'2*, RenatS. YamidanovRustem A. Amirov2, ShamilKh. Gantsev1,2

1 Bashkir State Medical University, Ufa, Russian Federation

2 Scientific Research Institute of Oncology, Bashkir State Medical University, Ufa, Russian Federation * Correspondence to: Shamil R. Kzyrgalin, e-mail: [email protected]

Abstract

Introduction. Ovarian cancer (OC) is recognized to be a pressing problem of modern oncology. Cytoreductive surgery and combined therapy based on platinum and taxanes play an important role in OC treatment. The response rate to first-line therapy accounts for about 80-90%. However, most patients relapse and develop resistance to therapy. Thus, the search for new effective drugs and new combinations for OC treatment is an urgent task of modern oncology. Aim. To evaluate in vivo the antitumor activity of dehydroxymethylepoxyquinomycin (DHMEQ) and cisplatin combination in an ovarian cancer model. Materials and methods. An experimental model of disseminated OC in rats was used to evaluate antitumor activity. A strain of ovarian tumor (OT) was transplanted into 200 female Wistar rats. The drugs were administered intraperitoneally. The "median life expectancy" was taken as a benchmark for the quality evaluation of experimental treatment. Results. It was found that DHMEQ and cisplatin combination increased the survival rate by 387% (p = 0.005, log-rank test) compared to the control group and by 91% compared to the group of animals treated with cisplatin (p = 0.003, log-rank test) in mono mode. More than 50% of the animals in the DHMEQ + cisplatin group remained alive on day 73 of the experiment. No animals remained alive in the cisplatin group, and only one rat remained in the DHMEQ group. Discussion. Thus, the obtained data demonstrate a potentiating antitumor effect of the DHMEQ + cisplatin combination by 387% compared to the control group. Conclusion. The results of the experiments demonstrated a potentiating antitumor effect of DHMEQ in combination with cisplatin. DHMEQ in combination with cisplatin manifests high efficacy in an in vivo model of ovarian cancer.

Keywords: ovarian cancer, potentiating antitumor effect, antitumor activity, dehydroxymethylepoxyquinomycin, cispl-atin, median survival, animal model of disease, rats

Shamil R. Kzyrgalin — Cand. Sci. (Med.), Assoc. Prof., Department of Oncology with Courses of Oncology and Pathological Anatomy for Advanced Professional Education, orcid. org/0000-0001-9721-108X

Renat S. Yamidanov — Cand. Sci. (Biology), Department of Oncology with Courses of Oncology and Pathological Anatomy for Advanced Professional Education

Rustem A. Amirov — orcid. org/0009-0002-3275-5638

Shamil Kh. Gantsev — Dr.

Sci. (Med), Prof., Department of Oncology with Courses of Oncology and Pathological Anatomy for Advanced Professional Education, orcid. org/0000-0003-2047-963X

For citation: Kzyrgalin Sh.R., Yamidanov R.S., Amirov R.A., Gantsev Sh.Kh. Antitumor activity of dehydroxymethylepoxychinomycin (DHMEQ) and cisplatin combination in a model of disseminated ovarian cancer. Creative surgery and oncology. 2023;13(3):210-214. https://doi.org/10.24060/2076-3093-2023-3-210-214

ВВЕДЕНИЕ

Рак яичников (РЯ) является одним из наиболее опасных видов онкогинекологических заболеваний [1, 2]. Ежегодно в мире выявляется более 200 тыс. случаев РЯ, а по некоторым данным — 295 тыс. [3, 4]. Предполагается, что к 2040 году заболеваемость раком яичников значительно возрастет [5]. По данным статистики, в период с 1990 по 2017 год уровень смертности от рака яичников увеличился на 84,2 % [6]. В структуре онкологической заболеваемости женского населения России РЯ занимает долю 4,4 %, что составляет одну треть всех онкогинекологических заболеваний [7]. Около 30 % всех женщин с диагнозом РЯ погибают в течение первого года после установки диагноза. Такая ситуация вокруг данной патологии сложилась, поскольку его симптомы в начальной стадии являются незаметными [8]

Несмотря на большой объем исследований в области онкологии, на сегодня существует ограниченное количество методов для диагностики рака яичников на ранних стадиях [9, 10]. В лечение РЯ важную роль играет проведение интервальной или первичной циторедук-тивной операции [11] и проведение комбинированной терапии препаратами платины и таксанов [12, 13]. Частота ответа на терапию первой линии составляет около 80-90 %, но у большинства пациенток в дальнейшем возникает рецидив и развивается резистентность к терапии, что приводит к тому, что 5-летняя выживаемость составляет <35 % [7]. Таким образом, поиск новых эффективных лекарственных средств и новых комбинаций для лечения РЯ является актуальной задачей современной онкологии [14].

Цель настоящего исследования: в эксперименте in vivo оценить противоопухолевую активность комбинации дегидроксиметилэпоксихиномицина (DHMEQ) и ци-сплатина на модели рака яичников.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Для оценки противоопухолевой активности использовали экспериментальную модель диссеминирован-ного РЯ у крыс. Для проведения эксперимента было отобрано 200 крыс-самок Вистар массой тела 160200 г, которым перевивался штамм опухоли яичников (ОЯ), который был получен из НМИЦ онкологии им. Н. Н. Блохина Минздрава России. Эксперименты

№ Группа Продолжительность жизни, сутки средняя медиана максимальная

1 ОЯ (контроль) 17,4 ± 1,7 19 21

2 ОЯ + цисплатин (4 мг/кг) — ежедневно 32,3 ± 2,5 34 40

3 ОЯ + DHMEQ (14,2 мг/кг) — ежедневно 25,5 ± 7,4 15 73

4 ОЯ + цисплатин (4 мг/кг) + DHMEQ (14,2 мг/кг) — ежедневно 61,8 ± 8,2 73 73

Таблица 1. Результаты исследования продолжительности жизни Table 1. Results of the life expectancy study

на лабораторных животных проведены с соблюдением принципов гуманного обращения с животными, изложенных в директивах Европейского сообщества (86/609/ЕСС) и Хельсинкской декларации, в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных». Несмотря на то что ксенографтные модели не являются идеальными, они широко используются для оценки потенциальной эффективности лекарственных препаратов против РЯ в доклинических исследованиях. В данном исследовании использована экспериментальная модель диссеми-нированного РЯ у крыс, получаемая внутрибрюшинной перевивкой асцитной ОЯ, которая является воспроизводимой и адекватной для изучения эффективности и безопасности препаратов при внутрибрюшинном введении. Использованная в данном эксперименте ОЯ является низкодифференцированным эпителиальным РЯ. Опухоль прививалась в 100 % случаев. По своей морфологии и течению (характер метастазирования, накопление асцита) ОЯ весьма близка соответствующим опухолям человека. Для данной опухоли характерно метастазирование в паратрахеальные лимфоузлы, образование многочисленных опухолевых узлов в брюшной полости, обильного асцита и отсутствие крупной солидной опухоли. По литературным сведениям известно, что ОЯ является более агрессивной по сравнению с ксенографтными моделями [15, 16]. Для оценки комбинированного действия с DHMEQ и как препарат сравнения в данном исследовании использовался цисплатин, который девитализирует клетки на разных стадиях клеточного цикла, образует сшивки ДНК-белок и ДНК-ДНК, а также взаимодействует с их нуклеофильными группами. Низкая молекулярная масса цисплатина по сравнению с другими цитостати-ками способствует его более быстрому проникновению в опухолевую ткань, что увеличивает его эффективность при внутрибрюшинном введении [17, 18]. Животные были разделены на 4 группы по 50 особей:

• ОЯ (контроль);

• ОЯ + цисплатин (4 мг/кг) — ежедневно;

• ОЯ + DHMEQ (14,2 мг/кг) — ежедневно;

• ОЯ + цисплатин (4 мг/кг) + DHMEQ (14,2 мг/кг) — ежедневно.

Все препараты вводили внутрибрюшинно. Ориентиром качества экспериментального лечения принимали медиану продолжительности жизни. Эксперимент проводился с соблюдением всех этических принципов работы с лабораторными животными.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Результаты исследования продолжительности жизни животных при введении цисплатина, DHMEQ, комбинации DHMEQ с цисплатином относительно контрольной группы представлены в таблице 1. После обработки данных было получено, что при использовании комбинации DHMEQ (14,2 мг/кг) с цис-платином (4 мг/кг) увеличение выживаемости составило 387 % (p = 0,005, log-rank test) по сравнению с контрольной группой и на 91 % по сравнению

с группой животных, которым был введен цисплатин (p = 0,003, log-rank test) в монорежиме. Более 50 % животных в группе комбинации DHMEQ + цисплатин оставались живыми на 73 сутки эксперимента. При этом в группе с цисплатином не осталось ни одного животного, а в группе с DHMEQ в живых оставалось лишь одна крыса. Результаты в группе комбинации были бы выше, если бы не принудительная остановка эксперимента согласно плану продолжительности эксперимента. Медиана выживаемости в ходе исследования у группы с комбинацией DHMEQ + Цисплатин максимальна (73 дня).

ОБСУЖДЕНИЕ

Данное исследование показывает, что комбинация DHMEQ и цисплатина может повысить выживаемость животных, подвергшихся опухолевой терапии. В сравнении с группой, которой был введен только циспла-тин, комбинация DHMEQ + цисплатин оказалась наиболее эффективной в увеличении продолжительности жизни и количества выживших животных. Результаты данного исследования согласуются с ранее проведенными работами, которые также показывали положительный эффект комбинационной терапии. Например, в работе Z. Liu и соавт. (2018) было показано, что комбинация ресвератрола и цисплатина приводит к повышению чувствительности раковых клеток яичников к цисплатину и увеличению эффективности лечения [19].

Однако необходимо отметить, что данное исследование проводилось на животных и его результаты не всегда могут быть полностью применимы к человеческой практике. Также необходимо провести дополнительные исследования для уточнения дозировок и протоколов комбинационной терапии.

Тем не менее результаты данного исследования являются перспективными и могут послужить основой для дальнейших исследований в области комбинационной терапии рака.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных экспериментов были получены данные, демонстрирующие потенцирующий противоопухолевый эффект (эффект комбинации больше суммарного эффекта комбинантов) DHMEQ в комбинации с цисплатином. Полученные данные также демонстрируют, что DHMEQ в комбинации с цисплатином проявляет высокую эффективность на in vivo модели рака яичников. Полученный потенцирующий эффект свидетельствует, что исследуемая комбинация характеризуются существенно улучшенными показателями эффективности для лечения рака яичников. По результатам исследования был получен патент «Комбинация дегидроксиметилэпоксихиноми-цина (DHMEQ) и цитостатиков для лечения рака яичника» [20].

Таким образом, можно сформулировать общий вывод по результатам проведенного исследования: DHMEQ в комбинации с цитостатиками, в частности

с цисплатином, перспективна для использования в качестве эффективного лекарственного средства для лечения и/или предотвращения рецидива рака яичников.

Информация о конфликте интересов. Конфликт интересов отсутствует.

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Информация о спонсорстве. Исследование профинансировано за счет средств гранта Инновационного центра «Сколково».

Sponsorship data. The study was funded by a grant from the Skolkovo Innovation Center.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Torre L.A., Trabert B., DeSantis C.E., Miller K.D., Samimi G., Runo-wicz C.D., et al. Ovarian cancer statistics, 2018. CA Cancer J Clin. 2018;68(4):284-96. DOI: 10.3322/caac.21456

2 American Cancer Society. Global Cancer Facts & Figures. Atlanta: American Cancer Society; 2018.

3 Ferlay J., Ervik M., Lam F., Colombet M., Mery L., Piñeros M., et al. Global Cancer Observatory: Cancer today. Lyon: International Agency for Research on Cancer; 2020.

4 Gaona-Luviano P., Medina-Gaona L.A., Magaña-Pérez K. Epidemiology of ovarian cancer. Chin Clin Oncol. 2020;9(4):47. DOI: 10.21037/ cco-20-34

5 Bray F., Ferlay J., Soerjomataram I., Siegel R.L., Torre L.A., Jemal A. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin. 2018;68(6):394-424. DOI: 10.3322/caac.21492

6 Zhou Z., Wang X., Ren X., Zhou L., Wang N., Kang H. Disease burden and attributable risk factors of ovarian cancer from 1990 to 2017: findings from the global burden of disease study 2017. Front Public Health. 2021;9:619581. DOI: 10.3389/fpubh.2021.619581

7 Каприн А.Д., Старинский В.В., Шахзадова А.О. (ред.) Злокачественные новообразования в России в 2020 году (заболеваемость и смертность). М.: МНИОИ им. П.А. Герцена — филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России; 2021.

8 Bonadio R.C., Crespo J.R., Estevez-Diz M.D.P. Ovarian cancer risk assessment in the era of next-generation sequencing. Ann Transl Med 2020;8(24):1704. DOI: 10.21037/atm-20-1582

9 Harbin L.M., Gallion H.H., Allison D.B., Kolesar J.M. Next generation sequencing and molecular biomarkers in ovarian cancer-an opportunity for targeted therapy. Diagnostics (Basel). 2022;12(4):842. DOI: 10.3390/diagnostics12040842

10 US Preventive Services Task Force; Grossman D.C., Curry S.J., Owens D.K., Barry M.J., Davidson K.W., et al. Screening for ovarian cancer: US Preventive Services Task Force Recommendation Statement. JAMA. 2018;319(6):588-94. DOI: 10.1001/jama.2017.21926

11 Armstrong D.K., Alvarez R.D., Backes F.J., Bakkum-Gamez J.N., Barroilhet L., Behbakht K., et al. NCCN Guidelines® Insights: Ovarian Cancer, Version 3.2022. J Natl Compr Canc Netw. 2022;20(9):972-80. DOI: 10.6004/jnccn.2022.0047

12 Micha J.P., Goldstein B., Markman M. Optimism and the continued promise of maintenance chemotherapy. Cancer Chemother Pharmacol. 2017;80(4):879-80. DOI: 10.1007/s00280-017-3428-0

13 Armstrong D.K., Alvarez R.D., Bakkum-Gamez J.N., Barroilhet L., Be-hbakht K., Berchuck A., et al. Ovarian Cancer, Version 2.2020, NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology. J Natl Compr Canc Netw. 2021;19(2):191-226. DOI: 10.6004/jnccn.2021.0007

14 Nash Z., Menon U. Ovarian cancer screening: current status and future directions. Best Pract Res Clin Obstet Gynaecol. 2020;65:32-45. DOI: 10.1016/j.bpobgyn.2020.02.010

15 Huang Y., Shi J., Xu Y. Long non-coding RNA NNT-AS1 contributes to cell proliferation, metastasis and apoptosis in human ovarian cancer. Oncol Lett. 2018;15(6):9264-70. DOI: 10.3892/ol.2018.8492

16 De Thaye E., Van de Vijver K., Van der Meulen J., Taminau J., Wage-mans G., Denys H., et al. Establishment and characterization of a cell line and patient-derived xenograft (PDX) from peritoneal metastasis of low-grade serous ovarian carcinoma. Sci Rep. 2020;(10):6688. DOI: 10.1038/s41598-020-63738-6

17 Chan C.Y., Li H., Wu M.F., Liu C.H., Lu H.W., Lin Z.Q., et al. Dose-finding trial for hyperthermic intraperitoneal cisplatin in gynecological cancer patients receiving hyperthermic intraperitoneal chemotherapy. Front Oncol. 2021;11:616264. DOI: 10.3389/fonc.2021.616264

18 Qin Z., Ren G., Yuan J., Chen H., Lu Y., Li N., et al. Systemic evaluation on the pharmacokinetics of platinum-based anticancer drugs from animal to cell level: based on total platinum and intact drugs. Front Pharmacol. 2020;10:1485. DOI: 10.3389/fphar.2019.01485

19 Liu Z., Peng Q., Li Y., Gao Y. Resveratrol enhances cisplatin-induced apoptosis in human hepatoma cells via glutamine metabolism inhibition. BMB Rep. 2018;51(9):474-9. DOI: 10.5483/BM-BRep.2018.51.9.114

20 Амиров Р.А., Арыбжанов Д.Т., Ганцев Ш.Х., Кзыргалин Ш.Р., Рысбеков М.М., Умезава К., Ямиданов Р.С. Комбинация дегидроксиметилэпоксихиномицина (DHMEQ) и цитостатиков для лечения рака яичника: патент 2704020 C1 Российская Федерация от 22.06.2018.