Ключевые слова
Как цитировать
Аннотация
В работе оценена эффективность нового терапевтического подхода, направленного на разрушение ракового клеточного сообщества на примере иммортализованной клеточной линии глиобластомы человека U87. Первоначально были охарактеризованы реперные элементы новой стратегии эрадикации стволовых инициирующих раковых клеток. Было оценено присутствие TAMRA+ (стволовых инициирующих раковых клеток) в популяции клеток анализируемой культуры. Далее были определены реперные временные точки цикла репарации межцепочечных сшивок, индуцированных кросслинкирующим цитостатиком митомицином С. После этого был определен день, после начала терапии, на который TAMRA+ клетки накапливаются и синхронно присутствуют в G1/S фазе клеточного цикла, чувствительной для обработок. На основании полученных данных был разработан терапевтический режим, направленный на эрадикацию TAMRA+ клеток (стволовых инициирующих раковых клеток). Обработка культуры проводилась кросслинкирующим цитостатиком митомицином с и сложнокомпозиционным препаратом ДНК. Показано, что после проведенных обработок клетки перестают делиться, и культура деградирует. Наиболее сильное разрушительное воздействие на TAMRA+ стволовые инициирующие раковые клетки глиобластомы U87 оказывает комбинация препаратов митомицин с и сложнокомпозиционного препарата ДНК. Эксперименты по трансплантации показали, что митомицин C при высоких экспериментальных дозах (20 мкг/мл) самостоятельно способен полностью разрушить перевивочный потенциал U87. Снижение концентрации цитостатика до терапевтиче ских доз (5 мкг/мл) четко проявляет редуцирующее воздействие сложнокомпозиционного препарата двуцепочечной ДНК на туморогенный потенциал клеток глиобластомы. В результате наблюдается полное разрушение перевивочного потенциала U87, что подтверждает основную концепцию новой разрабатываемой технологии лечения рака, основанной на принципе эрадикации стволовых инициирующих раковых клеток.
Библиографические ссылки
Брюховецкий А.С., Шевченко В.Е., Чехонин В.П. и др. Сравнительное протеомное картирование опухолевых стволовых клеток, выделенных из глиобластомы линии u87, нейрональных стволовых и мультипотентных мезенхимных стромальных клеток человека: от каталогизации клеточных белков к инновационной парадигме протеом-основанной клеточной терапии опухолей // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. - 2013. -Т. 8. - № 2. - С. 84-91.
Брюховецкий И.С. Клеточные и постгеномные технологии в терапии мультиформной глиобластомы // Тихоокеанский медицинский журнал. - 2015. - Т. 2. - С. 12-17.
Брюховецкий И.С., Дюйзен И.В., Шевченко В.Е., Хотимченко Ю.С. Стволовые клетки глиобластомы индуцируют миграцию нормальных стволовых клеток // Тихоокеанский медицинский журнал. - 2016. - Т. 2. - С. 81-89.
Лихачева А.С., Рогачев В.А., Николин В.П., и др. Участие экзогенной ДНК в молекулярных процессах, протекающих в соматической клетке // Информационный вестник ВОГиС. - 2008. - Т. 12. - № 3. - С. 426-473.
Никифорова З.Н., Кудрявцев И.А., Арноцкая Н.Е., и др. Опухолевые стволовые клетки мультиформной глиобластомы // Успехи молекулярной онкологии. - 2016. - Т. 3. - С. 26-33.
Поттер Е.А., Долгова Е.В., Минкевич А.М., и др. Терапевтические эффекты воздействия циклофосфана, препаратов двуцепочечной ДНК и их сочетания на раковые клетки асцита Кребс-2 и различные формы трансплантатов // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2016. - Т. 20. - № 1. - С. 96-107.
Поттер Е.А., Долгова Е.В., Минкевич А.М., и др. Характеристика режимов терапевтического воздействия циклофосфана и препаратов двуцепочечной ДНК на опухоль Кребс-2, растущую в асцитной форме, приводящих к эрадикации первичного асцита // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2016. - Т 20. - № 1. - С. 108-124.
Поттер Е.А., Долгова Е.В., Минкевич А.М., и др. Режим однократной инъекции препарата двуцепочечной ДНК после каждой инъекции циклофосфана, приводящий к эрадикации первичного асцита Кребс-2 // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2016. - Т 20. - № 5. - С. 716-722.
Поттер Е.А., Долгова Е.В., Проскурина А.С., и др. Разработка регламента терапевтического режима, основанного на синергичном действии циклофосфана и препаратов двуцепочечной ДНК, приводящего к полному вылечиванию экспериментальных животных от асцитной формы опухоли мыши Кребс-2 // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2016. - Т. 20. - № 5. - С. 723-735.
Alyamkina E.A., Nikolin V.P., Popova N.A., et al. Combination of cyclophosphamide and double-stranded DNA demonstrates synergistic toxicity against established xenografts // Cancer Cell Int. - 2015. - Vol. 15. - P. 32.
Bao S., Wu Q., McLendon R.E., et al. Glioma stem cells promote radioresistance by preferential activation of the DNA damage response // Nature. - 2006. - Vol. 444. - № 7120. - P. 756-760.
Bae K.-M., Dai Y., Vieweg J., Siemann D.W. Hypoxia regulates SOX2 expression to promote prostate cancer cell invasion and sphere formation // Am. J. Cancer Res. - 2016. - Vol. 6. - № 5. - P. 1078-1088.
Beier D., Hau P., Proescholdt M., et al. CD133(+) and CD133(-) glioblastoma-derived cancer stem cells show differential growth characteristics and molecular profiles // Cancer Res. - 2007. - Vol. 67. - № 9. - P. 4010-4015.
Bonnet D., Dick J.E. Human acute myeloid leukemia is organized as a hierarchy that originates from a primitive hematopoietic cell // Nat Med. - 1997. - Vol. 3. - P. 730-737.
Brescia P., Richichi C., Pelicci G. Current strategies for identification of glioma stem cells: adequate or unsatisfactory? // J Oncol. - 2012. - Vol. 2012. - P. 376894.
Brescia P., Ortensi B., Fornasari L., et al. CD133 is essential for glioblastoma stem cell maintenance // Stem Cells. - 2013. - Vol. 31. - № 5. - P. 857-869.
Chang J.C. Cancer stem cells: Role in tumor growth, recurrence, metastasis, and treatment resistance // Medicine (Baltimore). - 2016. - Vol. 95. - № 1 Suppl 1. - P. S20-S25.
Chen J., Kesari S., Rooney C., et al. Inhibition of notch signaling blocks growth of glioblastoma cell lines and tumor neurospheres // Genes Cancer. - 2010. - Vol. 1. - № 8. - P. 822-835.
Dayem A.A., Choi H.-Y., Kim J.-H., Cho SG. Role of oxidative stress in stem, cancer, and cancer stem cells // Cancers (Basel). - 2010. - Vol. 2. - № 2. - P. 859-884.
Dolgova E.V., Proskurina A.S., Nikolin V.P., et al. "Delayed death" phenomenon: A synergistic action of cyclophosphamide and exogenous DNA // Gene. - 2012. - Vol. 495. - P. 134-145.
Dolgova E.V., Efremov Y.R., Orishchenko K.E., et al. Delivery and processing of exogenous double-stranded DNA in mouse CD34+ hematopoietic progenitor cells and their cell cycle changes upon combined treatment with cyclophosphamide and double-stranded DNA // Gene. - 2013. - Vol. 528. - № 2. - P. 74-83.
Dolgova E.V., Alyamkina E.A., Efremov Y.R., et al. Identification of cancer stem cells and a strategy for their elimination // Cancer Biol Ther. - 2014. - Vol. 15. - № 10. - P. 1378-1394.
Dolgova EV, Mishinov SV, Proskurina AS, et al. Novel cancer stem marker and its applicability for grading primary human gliomas // Technol Cancer Res Treat. - 2018. - Vol. 17. - P. 1533034617753812.
Esteller M., Garcia-Foncillas J., Andion E., et al. Inactivation of the DNA-repair gene MGMT and the clinical response of gliomas to alkylating agents // N Engl J Med. - 2000. - Vol. 343. - № 19. - P. 1350-1354.
Fan X., Khaki L., Zhu T.S., et al. NOTCH pathway blockade depletes CD133-positive glioblastoma cells and inhibits growth of tumor neurospheres and xenografts // Stem Cells. - 2010. - Vol. 28. - № 1. - P. 5-16.
Friedman H.S., Kerby T., Calvert H. Temozolomide and treatment of malignant glioma // Clin Cancer Res. - 2000. - Vol. 6. - № 7. - P. 2585-2597.
Garcia-Casas A., Garcia-Olmo D.C., Garcia-Olmo D. Further the liquid biopsy: Gathering pieces of the puzzle of genometastasis theory // World J. Clin. oncol. - 2017. - Vol. 8. - № 5. - P. 378-388.
Gilbert C.A., Ross A.H. Glioma stem cells: cell culture, markers and targets for new combination therapies // Cancer stem Cells theories and Practice. - 2011. - Vol. 108. - № 5. - P. 1031-1038.
Gopal K., Gupta N., Zhang H., et al. oxidative stress induces the acquisition of cancer stem-like phenotype in breast cancer detectable by using a sox2 regulatory region-2 (sRR2) reporter // oncotarget. - 2016. - Vol. 7. - № 3. - P. 3111-3127.
Gottesman M.M. Mechanisms of cancer drug resistance // Annu. Rev. Med. - 2002. - Vol. 53. - № 1. - P. 615-627.
Hanada K., Budzowska M., Modesti M. et al. the structure-specifi c endonuclease Mus81-Eme1 promotes conversion of interstrand DNA crosslinks into double-strands breaks // EMBo J. - 2006. - Vol. 25. - № 20. - P. 4921-4932.
Iida H., suzuki M., Goitsuka R., Ueno H. Hypoxia induces CD133 expression in human lung cancer cells by up-regulation of OCT3/4 and soX2 // Int. J. oncol. - 2012. - Vol. 40. - № 1. - P. 71-79.
Jiang W.G., sanders A.J., Katoh M., et al. tissue invasion and metastasis: Molecular, biological and clinical perspectives // semin. Cancer Biol. - 2015. - Vol. 35. - P. s244-s275.
Jinesh G.G., Kamat A.M. Blebbishield emergency program: an apoptotic route to cellular transformation // Cell Death Differ. - 2016. - Vol. 23. - № 5. - P. 757-758.
Karle P., Renner M., salmons B., Günzburg W.H. necrotic, rather than apoptotic, cell death caused by cytochrome P450-activated ifosfamide // Cancer Gene Ther. - 2001. - Vol. 8. - № 3. - P. 220-230.
Kase M., Minajeva A., Niinepuu K., et al. Impact of CD133 positive stem cell proportion on survival in patients with glioblastoma multiforme // Radiol oncol. - 2013. - Vol. 47. - № 4. - P. 405-410.
Kim E.H., Song H.S., Yoo S.H., Yoon M. tumor treating fields inhibit glioblastoma cell migration, invasion and angiogenesis // oncotarget. - 2016. - Vol. 7. - № 40. - P. 65125-65136.
Konar S.K., Bir S.C., Maiti IK., Nanda A. A systematic review of overall survival in pediatric primary glioblastoma multiforme of the spinal cord // J Neurosurg Pediatr. - 2016. - Vol. 19. - № 2. - P. 239-248.
Lagasse E. Cancer stem cells with genetic instability: the best vehicle with the best engine for cancer // Gene Ther. - 2008. - Vol. 15. - № 2. - P. 136-142.
Lapidot T., Sirard C., Vormoor J., et al. A cell initiating human acute myeloid leukaemia after transplantation into sCID mice // Nature. - 1994. - Vol. 367. - P. 645-648.
Liu Y., Liu X., Chen L., et al. Targeting glioma stem cells via the Hedgehog signaling pathway // Neuroimmunol Neuroinflammation. - 2014. - Vol. 1. - № 2. - P. 51-59.
Lochhead JJ, Thorne RG. Intranasal delivery of biologics to the central nervous system // Adv Drug Deliv Rev. - 2012. - Vol. 64. - № 7. - P. 614-628.
McNeill K.A. Epidemiology of brain tumors // Neurol Clin. - 2016. - Vol. 34. - № 4. - P. 981-998.
Pietras A., Katz A.M., Ekström E.J., et al. osteopontin-CD44 signaling in the glioma perivascular niche enhances cancer stem cell phenotypes andpromotes aggressive tu mor growth // Cell stem Cell. - 2014. - Vol. 14. - № 3. - P. 357-369.
Potter E.A., Dolgova E.V., Proskurina A.s., et al. A strategy to eradicate well-developed Krebs-2 ascites in mice // oncotarget. - 2016. - Vol. 7. - № 10. - P. 11580-11594.
Potter EA, Dolgova EV, Proskurina As, et al. Gene expression profiling of tumor-initiating stem cells from mouse Krebs-2 carcinoma using a novel marker of poorly differentiated cells // oncotarget. - 2017. - Vol. 8. - № 6. - P. 9425-9441.
Qiang L., Yang Y., Ma Y., et al. Isolation and characterization of cancer stem like cells in human glioblastoma cell lines // Cancer Letters. - 2009. - Vol. 279. - P. 13-21.
Ramirez Y.P., Weatherbee J.L., Wheelhouse R.T., Ross A.H. Glioblastoma multiforme therapy and mechanisms of resistance // Pharmaceuticals (Basel). - 2013. - Vol. 6. - № 12. - P 1475-1506.
Reya T., Morrison S.J., Clarke M.F., Weissman IL. stem cells, cancer, and cancer stem cells // Nature. - 2001. - Vol. 414. - № 6859. - P. 105-111.
Saijo H., Hirohashi Y., Torigoe T., et al. Plasticity of lung cancer stem-like cells is regulated by the transcription factor HoXA5 that is induced by oxidative stress // oncotarget. - 2016. - Vol. 7. - № 31. - P 50043-50056.
Schreck K.C., Taylor P., Marchionni L., et al. The Notch target Hes1 directly modulates Gli1 expression and Hedgehog signaling: a potential mechanism of therapeutic resistance // Clin Cancer Res. - 2010. - Vol. 16. - № 24. - P. 6060-6070.
Shindo H., Ogura T., Masuno T., et al. Induction of activated macrophages by intraperitoneal injection of mitomylin C in mice // Cancer Immunol Immunother. - 1985. - Vol. 20. - № 2. - P 145-150.
Siney E.J., Holden A., Casselden E., et al. Metalloproteinases ADAM10 and ADAM17 mediate migration and differentiation in glioblastoma sphere-forming cells // Mol Neurobiol. - 2016. - Vol. 54. - № 5. - P 3893-3905.
Smith M.A., Freidlin B., Gloeckler Ries L.A., Simon R. Trends in reported incidence of primary malignant brain tumors in children in the United states // Journal of the National Cancer Institute. - 1998. - Vol. 90. - № 17. - P 1269-1277.
Song X., Dilly A.K., Kim S.Y, et al. Rapamycin-enhanced mitomycin C-induced apoptotic death is mediated through the s6K1-Bad-Bak pathway in peritoneal carcinomatosis // Cell Death Dis. - 2014. - Vol. 5. - P. e1281.
Stamatakos G.S., Antipas V.P., Uzunoglu N.K. simulating chemotherapeutic schemes in the individualized treatment context: the paradigm of glioblastoma multiforme treated by temozolomide in vivo // Comput Biol Med. - 2006. - Vol. 36. - № 11. - P. 1216-1234.
Stupp R., Mason W.P., van den Bent M.J., et al. Radiotherapy plus concomitant and adjuvant temozolomide for glioblastoma // N Engl J Med. - 2005. - Vol. 352. - № 10. - P. 987-996.
Takezaki T., Hide T., Takanaga H,.et al. Essential role of the Hedgehog signaling pathway in human glioma-initiating cells // Cancer sci. - 2011. - Vol. 102. - № 7. - P 1306-1312.
Wang Y., Xu C., Du L.Q., et al. Evaluation of the Comet Assay for Assessing the Dose-Response Relationship of DNA Damage Induced by Ionizing Radiation // Int J Mol sci. - 2013. - Vol. 14. - № 11. - P 22449-22461.
Wei K.C., Huang C.Y, Chen P.Y, et al. Evaluation of the prognostic value of CD44 in glioblastoma multiforme // Anticancer Res. - 2010. - Vol. 30. - № 1. - P. 253-259.
Zhang N., Liu X., Li L., Legerski R. Double-strand breaks induce homologous recombinational repair of interstrand cross-links via cooperation of MSH2, ERCC1-XPF, REV3, and the Fanconi anemia pathway // DNA Repair. - 2007. - Vol. 6. - № 11. - P. 1670-1678.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
© АННМО «Вопросы онкологии», Copyright (c) 2019