RU2702910C2 - Способ снижения количества стволовых клеток рака молочной железы - Google Patents
Способ снижения количества стволовых клеток рака молочной железы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2702910C2 RU2702910C2 RU2018145444A RU2018145444A RU2702910C2 RU 2702910 C2 RU2702910 C2 RU 2702910C2 RU 2018145444 A RU2018145444 A RU 2018145444A RU 2018145444 A RU2018145444 A RU 2018145444A RU 2702910 C2 RU2702910 C2 RU 2702910C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cells
- tumor
- stem cells
- water
- breast cancer
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 title claims abstract description 19
- 206010006187 Breast cancer Diseases 0.000 title claims abstract description 18
- 208000026310 Breast neoplasm Diseases 0.000 title claims abstract description 18
- 102100032912 CD44 antigen Human genes 0.000 claims abstract description 24
- 101000868273 Homo sapiens CD44 antigen Proteins 0.000 claims abstract description 24
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 claims abstract description 22
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 claims abstract description 20
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 claims abstract description 9
- INAAIJLSXJJHOZ-UHFFFAOYSA-N pibenzimol Chemical compound C1CN(C)CCN1C1=CC=C(N=C(N2)C=3C=C4NC(=NC4=CC=3)C=3C=CC(O)=CC=3)C2=C1 INAAIJLSXJJHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000004568 DNA-binding Effects 0.000 claims abstract description 5
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 claims abstract 4
- 101000884271 Homo sapiens Signal transducer CD24 Proteins 0.000 claims description 24
- 102100038081 Signal transducer CD24 Human genes 0.000 claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000000539 dimer Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 11
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000011534 incubation Methods 0.000 abstract description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 55
- VFLDPWHFBUODDF-FCXRPNKRSA-N curcumin Chemical compound C1=C(O)C(OC)=CC(\C=C\C(=O)CC(=O)\C=C\C=2C=C(OC)C(O)=CC=2)=C1 VFLDPWHFBUODDF-FCXRPNKRSA-N 0.000 description 14
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- 235000012754 curcumin Nutrition 0.000 description 7
- 229940109262 curcumin Drugs 0.000 description 7
- 239000004148 curcumin Substances 0.000 description 7
- VFLDPWHFBUODDF-UHFFFAOYSA-N diferuloylmethane Natural products C1=C(O)C(OC)=CC(C=CC(=O)CC(=O)C=CC=2C=C(OC)C(O)=CC=2)=C1 VFLDPWHFBUODDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- KQXDHUJYNAXLNZ-XQSDOZFQSA-N Salinomycin Chemical compound O1[C@@H]([C@@H](CC)C(O)=O)CC[C@H](C)[C@@H]1[C@@H](C)[C@H](O)[C@H](C)C(=O)[C@H](CC)[C@@H]1[C@@H](C)C[C@@H](C)[C@@]2(C=C[C@@H](O)[C@@]3(O[C@@](C)(CC3)[C@@H]3O[C@@H](C)[C@@](O)(CC)CC3)O2)O1 KQXDHUJYNAXLNZ-XQSDOZFQSA-N 0.000 description 6
- 239000004189 Salinomycin Substances 0.000 description 6
- 229960001548 salinomycin Drugs 0.000 description 6
- 235000019378 salinomycin Nutrition 0.000 description 6
- 238000000684 flow cytometry Methods 0.000 description 5
- CPEUVMUXAHMANV-UHFFFAOYSA-N flubendazole Chemical compound C1=C2NC(NC(=O)OC)=NC2=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 CPEUVMUXAHMANV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229960004500 flubendazole Drugs 0.000 description 5
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 description 5
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 108010004729 Phycoerythrin Proteins 0.000 description 4
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 4
- XZWYZXLIPXDOLR-UHFFFAOYSA-N metformin Chemical compound CN(C)C(=N)NC(N)=N XZWYZXLIPXDOLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229960003105 metformin Drugs 0.000 description 4
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 3
- 102000013814 Wnt Human genes 0.000 description 3
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000000259 anti-tumor effect Effects 0.000 description 3
- 238000002512 chemotherapy Methods 0.000 description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 3
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 3
- 239000012981 Hank's balanced salt solution Substances 0.000 description 2
- 101000868279 Homo sapiens Leukocyte surface antigen CD47 Proteins 0.000 description 2
- 206010020843 Hyperthermia Diseases 0.000 description 2
- 102100032913 Leukocyte surface antigen CD47 Human genes 0.000 description 2
- 230000000507 anthelmentic effect Effects 0.000 description 2
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 description 2
- 230000030833 cell death Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229940127089 cytotoxic agent Drugs 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- 230000036031 hyperthermia Effects 0.000 description 2
- 210000005075 mammary gland Anatomy 0.000 description 2
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 150000004944 pyrrolopyrimidines Chemical class 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000001959 radiotherapy Methods 0.000 description 2
- 230000019491 signal transduction Effects 0.000 description 2
- UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N streptomycin Chemical compound CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@H]1O UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 210000005102 tumor initiating cell Anatomy 0.000 description 2
- HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 1H-benzimidazole Chemical compound C1=CC=C2NC=NC2=C1 HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 102100031650 C-X-C chemokine receptor type 4 Human genes 0.000 description 1
- 108050007957 Cadherin Proteins 0.000 description 1
- 102000000905 Cadherin Human genes 0.000 description 1
- 102000007590 Calpain Human genes 0.000 description 1
- 108010032088 Calpain Proteins 0.000 description 1
- 244000163122 Curcuma domestica Species 0.000 description 1
- 235000003392 Curcuma domestica Nutrition 0.000 description 1
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 244000060234 Gmelina philippensis Species 0.000 description 1
- 101000922348 Homo sapiens C-X-C chemokine receptor type 4 Proteins 0.000 description 1
- 101000606465 Homo sapiens Inactive tyrosine-protein kinase 7 Proteins 0.000 description 1
- 101000687905 Homo sapiens Transcription factor SOX-2 Proteins 0.000 description 1
- 102100039813 Inactive tyrosine-protein kinase 7 Human genes 0.000 description 1
- 206010027476 Metastases Diseases 0.000 description 1
- 102100023181 Neurogenic locus notch homolog protein 1 Human genes 0.000 description 1
- 108700037638 Neurogenic locus notch homolog protein 1 Proteins 0.000 description 1
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 1
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 1
- 241000124033 Salix Species 0.000 description 1
- 102100024270 Transcription factor SOX-2 Human genes 0.000 description 1
- 102000004142 Trypsin Human genes 0.000 description 1
- 108090000631 Trypsin Proteins 0.000 description 1
- 230000004156 Wnt signaling pathway Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012382 advanced drug delivery Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000005557 antagonist Substances 0.000 description 1
- 230000001093 anti-cancer Effects 0.000 description 1
- 230000002058 anti-hyperglycaemic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003472 antidiabetic agent Substances 0.000 description 1
- 229940041181 antineoplastic drug Drugs 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000004900 autophagic degradation Effects 0.000 description 1
- 150000001556 benzimidazoles Chemical class 0.000 description 1
- 125000003785 benzimidazolyl group Chemical group N1=C(NC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 201000008275 breast carcinoma Diseases 0.000 description 1
- 230000012292 cell migration Effects 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 230000007248 cellular mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000002113 chemopreventative effect Effects 0.000 description 1
- 235000003373 curcuma longa Nutrition 0.000 description 1
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 239000002254 cytotoxic agent Substances 0.000 description 1
- 231100000599 cytotoxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002498 deadly effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N fluorescein Chemical compound O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N fluorescein-5-isothiocyanate Chemical compound O1C(=O)C2=CC(N=C=S)=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N glutamine Natural products OC(=O)C(N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009459 hedgehog signaling Effects 0.000 description 1
- 235000003642 hunger Nutrition 0.000 description 1
- 238000013394 immunophenotyping Methods 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000007154 intracellular accumulation Effects 0.000 description 1
- 239000002555 ionophore Substances 0.000 description 1
- 230000000236 ionophoric effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- OETHQSJEHLVLGH-UHFFFAOYSA-N metformin hydrochloride Chemical compound Cl.CN(C)C(=N)N=C(N)N OETHQSJEHLVLGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000003470 mitochondria Anatomy 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 210000000653 nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 230000016273 neuron death Effects 0.000 description 1
- 230000010627 oxidative phosphorylation Effects 0.000 description 1
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 1
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 235000013599 spices Nutrition 0.000 description 1
- 230000037351 starvation Effects 0.000 description 1
- 229960005322 streptomycin Drugs 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 239000012588 trypsin Substances 0.000 description 1
- 231100000588 tumorigenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000000381 tumorigenic effect Effects 0.000 description 1
- 235000013976 turmeric Nutrition 0.000 description 1
- 208000001072 type 2 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/33—Heterocyclic compounds
- A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
- A61K31/41—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with two or more ring hetero atoms, at least one of which being nitrogen, e.g. tetrazole
- A61K31/4164—1,3-Diazoles
- A61K31/4184—1,3-Diazoles condensed with carbocyclic rings, e.g. benzimidazoles
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области медицины, в частности онкологии, и может быть использовано для снижения количества опухолевых стволовых клеток (ОСК). Способ снижения количества стволовых клеток рака молочной железы заключается в 72-часовом воздействии на опухолевые клетки in vitro ДНК-связывающих лигандов - водонерастворимых димерных бисбензимидазолов. Проводят инкубацию с водонерастворимым димерным бисбензимидазолом с 5 метиленовыми звеньями в составе линкера DB (5) или водонерастворимым димерным бисбензимидазолом с 7 метиленовыми звеньями DB (7) in vitro при температуре +37°С в течение 3-х суток, после чего оценивают количество CD44+CD24-/1ow опухолевых стволовых клеток. Использование данного способа снижает количество ОСК, которые являются более химио- и радиорезистентными, чем остальная масса опухолевых клеток, что позволяет повысить химио- и радиочувствительность опухоли в целом, что в свою очередь будет способствовать повышению эффективности лечения. 4 ил., 3 пр.
Description
Изобретение относится к области медицины, в частности онкологии и может быть использовано для снижения количества опухолевых стволовых клеток (далее - ОСК).
Известно, что опухолевые клетки гетерогенны по различным морфофункциональным показателям, включая чувствительность к радио - и химиотерапии. По современным представлениям среди всех опухолевых клеток существует небольшая фракция ОСК, которые в различных литературных источниках называют стволоподобными клетками (stem-like cells), опухоль-инициирующими клетками (tumor initiating cells), опухоль-распространяющими клетками (tumor propagating cells). Эти клетки характеризуются более высокой радио- и химиорезистентностью по сравнению с остальной массой опухолевых клеток. Полагают, что ОСК, сохранившие жизнеспособность в ходе лучевой и химиотерапии, могут являться причиной развития рецидивов и метастазов после окончания лечения (Marotta L., Polyak K. Cancer stem cells: a model in the making // Current Opinion in Genetics & Development. - 2009. - V. 19. - P. 44-50). Поэтому разработка средств и способов терапии, направленной на снижение количества ОСК или повышение их чувствительности к известным противоопухолевым воздействиям, является одной из наиболее важных проблем экспериментальной онкологии.
Существует несколько способов идентификации ОСК, одним из которых является иммунофенотипирование по поверхностным маркерам. В частности, ОСК молочной железы, в том числе в стабильной культуре линии MCF-7, могут быть выявлены по иммунофенотипу CD44+CD24-/low (Al-Hajj М., Wicha M.S., Benito-Hernandez A., Morrison S.J., Clarke M.F. Prospective identification of tumorigenic breast cancer cells // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2003. - V. 100. - No 7. - P. 3983-3988; Fillmore С.М., Kuperwasser C. Human breast cancer cell lines contain stem-like cells that self-renew, give rise to phenotypically diverse progeny and survive chemotherapy // Breast Cancer Res. - 2008. - V. 10. - No 2. - Article R25).
Известен способ, снижающий количество ОСК, на основе использования полиэфирного ионофорного антибиотика салиномицин, который значимо уменьшает количество CD44+CD24-/low клеток линии MCF-7 и ОСК многих других линий опухолевых клеток (Lu Y., Мао J., Yu X. Hou Z., Fan S., Wang Н., Li J., Kanq L., Liu P., Liu Q., Li L. Salinomycin exerts anticancer effects on human breast carcinoma MCF-7 cancer stem cells via modulation of Hedgehog signaling // Chemico-Biological Interactions. - 2015. - V. 228. - P. 100-107). Возможные механизмы действия салиномицина на ОСК связаны с его способностью ингибировать сигнальные пути SOX2, Hedgehog, CXCR4.
Недостатком салиномицина является его токсичность в отношении клеток нервной системы и других нормальных клеток (Boehmerle W., Endres М. Salinomycin induces calpain and cytochromec-mediated neuronal cell death // Cell Death and Disease. - 2011. - V. 2. - P. 2-10; Jaganmohan R., Jain M.V., Hallbeck A.L., Roberq K., Lotfi K., Los M.J. Glucose starvation-mediated inhibition of salinomycin induced autophagy amplifies cancer cell specific cell death // Oncotarget. - V. 6. - No 12. - P. 10134-10145).
Известно вещество метформин (1,1 - диметилбигуанид гидрохлорид), которое широко используют в качестве гипогликемического препарата для лечения диабета 2-го типа (Wiernsperger N., Bailey C.J. The antihyperglycaemic effect of metformin: therapeutic and cellular mechanisms // Drugs. - 1999. - V. 58. - No 1. - P. 31-39). Доказана его высокая противоопухолевая активность в отношении CD44+CD24-/low ОСК молочной железы. При этом на остальные (не стволовые) опухолевые клетки это вещество оказывало менее выраженное действие (Lee Н. Park H.J., Oh Е.Т., Choi В.Н., Williams В., Lee С.K., Somq C.W. Response of Breast Cancer Cells and Cancer Stem Cells to Metformin and Hyperthermia Alone or Combined // PLOS ONE. - 2014. - V. 9. - No 2. - P. 1-11). Ключевым механизмом его действия является способность нарушать окислительное фосфорилирование в митохондриях опухолевых клеток, в том числе ОСК.
Недостатком метформина является то, что он наиболее эффективен в отношении ОСК только совместно с гипертермией или радиационным воздействием.
Известно вещество куркумин (дифферулоилметан), которое представляет собой полифенол, полученный из азиатской специи куркумы. В многочисленных исследованиях был показан высокий терапевтический потенциал куркумина в качестве средства снижения количества ОСК рака молочной железы (Mukherjee S., Mazumbar М., Manna А., Saha S., Khan P., Bhattacharjee O., Guha D., Adnikary A., Mukhjerjee S., Das T. Curcumin inhibits breast cancer stem cell migration by amplifying the E cadherin/β-cateninnegative feedback loop // Stem Cell Research & Therapy. - 2014. - No 5. - P. 116-134). Куркумин воздействует на ряд сигнальных путей, играющих важную роль в жизнедеятельности ОСК, например, таких как Wnt, Notch-1 и NFκ-B 
Е., Thaqi М., Khaja F., Kuzmis A., 
H. Curcumin in VIP-targeted sterically stabilized phospholipid nanomicelles: a novel therapeutic approach for breast cancer and breast cancer stem cells // Drug DelivTransl Res. - 2013. - No 3. - P. 1-25).
Недостатком этого соединения является его низкая биодоступность, плохая абсорбция и недостаточная стабильность in vivo (Bansal S., Goel M., Aqil F., Vadhanam M., Gupta R. Advanced drug-delivery systems of curcumin for cancer chemoprevention // Cancer Prev. Res. (Phila). - 2011. - №4. P. 1158-1171; Anand P., Kunnumakkara A., Newman R., Aggarwal B. Bioavailability of Curcumin: Problems and Promises // Molecular Pharmaceutics. - 2007. - V. 4. - No 6. P. 807-818).
Известны патенты на изобретения, направленные на лечение злокачественных новообразований и включающие способы снижения количества ОСК с помощью различных механизмов. В том числе изобретение WO/2016/010886 (Zhu D., Boylan J., Xu, S., Riggs J., Shi Т., Wurmser A., Mikolon D., Deyanat-Yazdi G. Methods of treating a cancer using substituted pyrrolopyrimidine compounds, compositions thereof) на основе использования замещенных пирролопиримидиновых соединений и композиций на их основе; изобретение WO/2012/112943 (Foord О., Dylla S., Stull R., Bankovich A., Lazetic A.L.L., Bernstein J. Novel modulators and methods of use) на основе использования антител к PTK7 и их конъюгатов с цитотоксическим агентом; изобретение WO 2011088123 (Satyal S.Н., Mitra S.S.K., Garni A.L. Wnt antagonists and methods of treating and testing) на основе использования Wnt-связывающего полипептида, ингибирующего Wnt- сигнальный путь, отдельно или в комбинации с другими противоопухолевыми препаратами; изобретение WO/2016/057980 (Roberts D.R.. Kaur S., Liu С. Methods to eliminate cancer stem cells by targeting CD47) на основе изменения CD47-сигналинга и индукции дифференцировки ОСК различными средствами.
Однако во всех известных способах не используются димерные бисбензимидазолы, получаемые методами химического синтеза.
Известен способ снижения количества ОСК с помощью препарата флубендазол. Это соединение является членом семейства бензимидазолов, имеет типичную бензимидазольную часть, но с добавлением атома фтора в основную структуру, чем и отличается от других бензимидазолов. Флубендазол широко используется как эффективное противогельминтное средство. Недавние исследования показали, что флубендазол подавляет пролиферацию опухолевых клеток, а также снижает количество CD44+CD24-/low клеток рака молочной железы линии MCF-7 на 25% (Hou Z.-J., Luo X., Zang W., Peng F., Cui В., Wu S.-J., Zheng F.-M., Xu J., Xu L.-Z., Long Z.-J., Wang X.-T., Li G.-H., Wan X.-Y., Yang Y.-L., Liu Q. Flubendazole, FDA-approved antihelmintic, targets breast cancer stem-like cells // Oncotarget. - 2015. - V. 6. - No. 8. - P. 6326-6340).
Недостатки способа снижения количества ОСК с помощью флубендазола - низкая биодоступность из-за высокой липофильности соединения.
Прототипом предлагаемого технического решения является способ снижения общего количества опухолевых клеток рака молочной железы человека in vitro, основанный на применении водонерастворимых димерных бисбензимидазолов (dimeric bisbenzimidazoles - DB). Водонерастворимые димерные бисбензимидазолы являются флуоресцентными химическими соединениями из группы бисбензимидазолов, в них два бисбензимидазольных блока соединены между собой метиленовым линкером - DB(n), где n - число метиленовых звеньев (Фиг. 1) (Иванов А.А., Салянов В.И., Стрельцов С.А., Черепанова Н.А., Громова Е.С., Жузе А.Л. Лиганды, специфичные к определенным последовательностям пар оснований ДНК. XIV. Синтез флуоресцентных биологически активных димерных бисбензимидазолов - DB (3, 4, 5, 7, 11) // Биоорганическая химия. - 2011. - Т. 37. - №4. - С. 530-541; Иванов А.А., Салянов В.И., Жузе А.Л. Лиганды, специфичные к определенным последовательностям пар оснований ДНК. XV. Синтез и спектральные характеристики новой серии димерных бисбензимидазолов - DB(1, 2, 6, 8, 9, 10, 12) // Биоорганическая химия. - 2016. - Т. 42. - №2. - С. 205-213). Доказана их способность снижать общее количество опухолевых клеток линии MCF-7, а также оказывать аддитивное цитотоксическое действие на общую популяцию опухолевых клеток в комбинации с облучением (Чурюкина К.А., Замулаева И.А., Иванов А.А., Коваль B.C., Жузе А.Л. Радиомодифицирующее и противоопухолевое действие синтетических димерных бисбензимидазолов на клетки рака молочной железы линии MCF-7 in vitro // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2017. - Т. 57. - №2. - С. 136-144).
Однако, в известном способе отсутствуют данные о действии водонерастворимых димерных бисбензимидазолов на популяцию ОСК.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в снижения количества ОСК.
Технический результат достигается тем, что также как и в известном способе в течение 72 часов воздействуют на опухолевые клетки in vitro с помощью ДНК-связывающих лигандов - водонерастворимых димерных бисбензимидазолов.
Особенность заявляемого способа заключается в том, что определяют снижение количества стволовых клеток: проводят инкубацию с водонерастворимым димерным бисбензимидазолом с 5 метиленовыми звеньями в составе линкера (DB (5) или водонерастворимым димерным бисбензимидазолом с 7 метиленовыми звеньями (DB (7) in vitro при температуре +37°С в течение 3-х суток, после чего оценивают количество СВ44+CD24-/1ow опухолевых стволовых клеток.
Изобретение иллюстрируется подробным описанием, примерами и иллюстрациями, на которых изображено:
Фиг. 1. - Химическая структура синтетических водонерастворимых димерных бисбензимидазолов DB(n): 1 - бисбензимидазольный блок, 2 - метиленовый линкер, в котором n может варьировать от 1 до 11.
Фиг. 2. - Пример выделения клеток линии MCF-7 на основе показателей прямого (FSC) и бокового (SSC) светорассеяния с помощью проточной цитометрии. 3 - регион клеток R1 для последующего анализа интенсивности флуоресценции с антителами к CD24 и CD44, меченными различными флуорохромами.
Фиг. 3. - Пример распределения клеток MCF-7 по интенсивности флуоресценции с антителами к CD24 и CD44, меченными фикоэритрином и флуоресцеинизотиоционатом, соответственно: 4 - регион R2, содержащий CD44+CD24-/low клетки.
Фиг. 4. - Средняя интенсивность флуоресценции опухолевых стволовых и не стволовых клеток линии MCF-7, инкубированных с DB(n), по данным проточной цитофлуориметрии.
Способ осуществляют следующим образом, включая последовательные этапы:
I. Пробоподготовка для выявления CD44+CD24-/low клеток:
Клетки рака молочной железы линии MCF-7 рассевают в культуральные флаконы (25 см2) с добавлением 6 мл полной питательной среды (культуральная среда DMEM, содержащая 10% сыворотки крови крупного рогатого скота, пенициллин (50000 ед/л), стрептомицин (50 мг/л) и глютамин (292 мг/л).
Через сутки во флакон с клетками добавляют АТ-специфичные ДНК-связывающие лиганды DB(n), в которых два бисбензимидазольных блока соединены между собой линкером с числом метиленовых групп (n) 5 или 7, растворенные в диметилсульфоксиде (ДМСО), до конечной концентрации 20 мкМ.
После добавления DB(n) клетки культивируют в стандартных условиях в СО2 инкубаторе в течение 3-х суток.
Затем клетки извлекают из флаконов с помощью смеси растворов версена и трипсина (1:1, «Панэко», Россия) в холодный (+4°С) раствор Хэнкса («Панэко», Россия).
Производят подсчет количества клеток, выросших во флаконе с помощью камеры Горяева.
Затем клетки разводят в соотношении 1 млн клеток на 100 мкл холодного раствора Хэнкса, в который добавляют антитела к CD44, меченные флуоресцеинизотиоцитатом (ФИТЦ) (Becton Dickinson, США), и антитела к CD24, меченные фикоэритрином (Becton Dickinson, США), из расчета по 20 мкл антител на 1 млн клеток.
Пробы инкубируют с антителами 30 минут на льду в темноте.
После окончания инкубации пробы центрифугируют в течение 5 минут при 200xg и к получившемуся осадку добавляют холодный раствор Хэнкса.
II. Получение данных с помощью проточной цитометрии:
Образец, подготовленный как описано на I этапе, анализируют на проточном цитофлуориметре, оснащенном лазерами с длинами волн 364 нм и 488 нм.
Для измерения флуоресценции ФИТЦа, используют узкополосные фильтры 530/30 нм, для фикоэритрина - 585/42, для DB(n) - 424/44 нм.
В каждом образце анализируют данные об интенсивности прямого и бокового светорассеяния, флуоресценции ФИТЦа, фикоэритрина и DB(n). Полученные результаты записывают в цифровом виде.
Сохраненные данные обрабатывают с помощью программы CellQuestPro (Becton Dickinson, США).
III. Обработка данных, собранных с помощью проточной цитометрии:
Строят график точечного распределения клеток по прямому (forward scatter - FSC) и боковому светорассеянию (side scatter - SSC). На графике выделяют регион R1 (3) живых клеток, формирующих группу по показателям светорассеяния (Фиг. 2).
Строят график распределения клеток из региона R1 по интенсивности флуоресценции антител к CD44 и CD24 (Фиг. 3). На графике выделяют регион клеток R2 с иммунофенотипом CD44+CD24-/low (4) и определяют в нем количество клеток.
Далее определяют среднюю интенсивность флуоресценции DB(n) отдельно в ОСК с иммунофенотипом CD44+CD24-/low, которые были выделены в регионе R2, и в остальных клетках.
Рассчитывают относительное количество (долю) CD44+CD24-/low клеток путем деления количества клеток в R2 на число клеток в R1. Абсолютное количество CD44+CD24-/low клеток получают путем умножения доли этих клеток на общее количество клеток, выросших во флаконе.
Пример 1.
Изменение абсолютного количества CD44+CD24-/low клеток через 72 часа после добавления вещества DB (5) или DB (7).
Установлено, что при инкубации клеток MCF-7 с DB(n), где n=5 или 7, исследуемые соединения значимо снижают абсолютное количество CD44+CD24-/low ОСК по сравнению с контролем (p<0,05). Так, вещество DB(7) приводит к снижению абсолютного количества ОСК в 5,2 раза, a DB(5) - в 7,5 раз по сравнению с контролем. При этом количество остальных (не стволовых) клеток тоже уменьшается при действии данных веществ, но в меньшей степени - в 2,3 и 1,8 раз, соответственно. Абсолютное количество CD44+CD24-/low клеток в контроле составляло в среднем (±SE) 4975±680/флакон, в группе DB(5) - 665±65/флакон, в группе DB(7) - 948±99/флакон. Абсолютное количество не стволовых клеток составляло (17,1±0,9)×105 в контроле, в группе в группе DB(5) - (9,4±0,6)×105, в группе DB(7) - (7,3±0,9)×105.
Пример 2.
Изменение относительного количества CD44+CD24-/low клеток через 72 часа после добавления вещества DB (5) или DB (7).
Показано, что вещество DB(5) статистически значимо снижает относительное количество CD44+CD24-/low ОСК в 4,8 раз по сравнению с контролем: средняя доля ОСК в контроле составляет 0,29±0,04%, в то время как доля этих клеток в группе DB(5) - только 0,06±0,01%, p<0,05. Вещество DB(7) снижает долю ОСК в меньшей степени - до 0,08±0,02%, т.е. в 3,6 раз по сравнению с контролем (p<0,05).
Данный пример доказывает более высокую чувствительность ОСК, чем остальной массы опухолевых клеток, к DB (n), где n=5 или 7.
Вместе результаты из примеров №1 и №2 показывают эффективность действия DB(n) в отношении ОСК рака молочной железы человека линии MCF-7.
Пример 3.
Интенсивность накопления DB(5) и DB(7) в ОСК и остальных клетках.
Благодаря тому, что комплекс DB(n) - ДНК обладает достаточно высокой флуоресценцией в рабочем диапазоне современных проточных цитофлуориметров, оснащенных ультрафиолетовым лазером, существует возможность оценки внутриклеточного накопления этих соединений с помощью метода проточной цитометрии. Для оценки накопления DB(n) отдельно в ОСК и остальных (не стволовых) клетках выполняли идентификацию CD44+CD24-/low ОСК в образцах, после чего анализировали интенсивность флуоресценции DB(5) или DB(7) в указанных популяциях опухолевых клеток.
Витальное исследование накопления DB(n) в CD44+CD24low/- ОСК и остальной массе опухолевых клеток с помощью проточной цитофлуориметрии показало, что интенсивность флуоресценции как DB(5), так и DB(7) в обеих клеточных популяциях примерно одинакова. Так, средняя интенсивность флуоресценции DB(5) в ОСК составила 95,3±14,4 отн. ед., DB(5) в остальных клетках - 92,3±4,9 отн. ед.; DB (7) в ОСК - 92,8±10,8 отн. ед., DB(7) в остальных клетках - 109,2±10,5 отн. ед, что было значительно выше контрольной аутофлуоресценции соответствующих клеток (p<0,001 для обоих соединений по сравнению с контролем) (Фиг. 4).
Пример показывает, что DB(n) накапливаются примерно в равной степени в стволовых и не стволовых клетках, причем важно, что DB(n) не откачиваются из ОСК, как многие известные химиопрепараты и 
Примеры №1 и 2 показывают, что новый способ, заключающийся в 72 часовом воздействии на клетки ДНК-связывающих лигандов - водонерастворимых димерных бисбензимидазолов in vitro, позволяет снижать количество ОСК. Установлено, что водонерастворимые димерные бисбензимидазолы с числом метиленовых звеньев 5 и 7 (DB (5) и DB (7)) многократно уменьшают относительное и абсолютное количество CD44+CD24-/low ОСК, при этом указанные соединения обладают направленным действием именно на ОСК, снижая их количество в большей степени по сравнению с остальными опухолевыми клетками. Пример №3 подтверждает эффективность действия DB(n) на ОСК благодаря тому, что данные соединения не откачиваются из ОСК, а накапливаются и задерживаются внутри этих клеток, тем самым оказывая элиминирующее действие не только на общую массу опухолевых клеток, но и, что важно на ОСК.
В соответствии с концепцией ОСК, все ключевые характеристики злокачественных новообразований, делающие их смертельно опасными заболеваниями, определяются именно ОСК. Снижение количества ОСК, которые являются более химио- и радиорезистентными, чем остальная масса опухолевых клеток, позволит повысить химио- и радиочувствительность опухоли в целом, что в свою очередь будет способствовать повышению эффективности лечения.
Данное исследование было выполнено за счет гранта Российского научного фонда №18-75-10025.
Claims (1)
- Способ снижения количества стволовых клеток рака молочной железы, заключающийся в 72-часовом воздействии на опухолевые клетки in vitro ДНК-связывающих лигандов - водонерастворимых димерных бисбензимидазолов, отличающийся тем, что проводят инкубацию с водонерастворимым димерным бисбензимидазолом с 5 метиленовыми звеньями в составе линкера DB (5) или водонерастворимым димерным бисбензимидазолом с 7 метиленовыми звеньями DB (7) in vitro при температуре +37°С в течение 3-х суток, после чего оценивают количество CD44+CD24-/1ow опухолевых стволовых клеток.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018145444A RU2702910C2 (ru) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | Способ снижения количества стволовых клеток рака молочной железы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018145444A RU2702910C2 (ru) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | Способ снижения количества стволовых клеток рака молочной железы |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018145444A RU2018145444A (ru) | 2019-01-28 |
| RU2018145444A3 RU2018145444A3 (ru) | 2019-07-17 |
| RU2702910C2 true RU2702910C2 (ru) | 2019-10-14 |
Family
ID=65270681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018145444A RU2702910C2 (ru) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | Способ снижения количества стволовых клеток рака молочной железы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2702910C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2774031C1 (ru) * | 2021-12-02 | 2022-06-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр радиологии" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ радиологии" Минздрава России) | Способ подавления индуцирующего действия высокомолекулярной гиалуроновой кислоты на стволовые клетки рака молочной железы |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015178426A1 (ja) * | 2014-05-21 | 2015-11-26 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | がん幹細胞の増殖抑制剤 |
| EA023466B1 (ru) * | 2008-11-11 | 2016-06-30 | Дзе Риджентс Оф Дзе Юниверсити Оф Мичиган | Способ определения стволовых клеток рака молочной железы и применение антагонистов cxcr1 для лечения рака |
| US20160187320A1 (en) * | 2011-03-24 | 2016-06-30 | The Rogosin Institute | Assay for screening compounds that selectively decrease the number of cancer stem cells |
-
2018
- 2018-12-20 RU RU2018145444A patent/RU2702910C2/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA023466B1 (ru) * | 2008-11-11 | 2016-06-30 | Дзе Риджентс Оф Дзе Юниверсити Оф Мичиган | Способ определения стволовых клеток рака молочной железы и применение антагонистов cxcr1 для лечения рака |
| US20160187320A1 (en) * | 2011-03-24 | 2016-06-30 | The Rogosin Institute | Assay for screening compounds that selectively decrease the number of cancer stem cells |
| WO2015178426A1 (ja) * | 2014-05-21 | 2015-11-26 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | がん幹細胞の増殖抑制剤 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Дарий М.В. и др. Димерные бисбензимидазолы: цитотоксичность и влияние на метилирование ДНК в нормальных и раковых клетках человека // Молекулярная биология, 2013, N2, т. 47, стр. 259-266. * |
| Чурюкина К.А. и др. Радиомодифицирующее и противоопухолевое действие синтетических димерных бисбензимидазолов на клетки рака молочной железы линии MCF-7 in vitro // Радиационная биология. Радиоэкология, 2017, т. 57, N2, стр. 136-144. * |
| Чурюкина К.А. и др. Радиомодифицирующее и противоопухолевое действие синтетических димерных бисбензимидазолов на клетки рака молочной железы линии MCF-7 in vitro // Радиационная биология. Радиоэкология, 2017, т. 57, N2, стр. 136-144. Дарий М.В. и др. Димерные бисбензимидазолы: цитотоксичность и влияние на метилирование ДНК в нормальных и раковых клетках человека // Молекулярная биология, 2013, N2, т. 47, стр. 259-266. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2774031C1 (ru) * | 2021-12-02 | 2022-06-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр радиологии" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ радиологии" Минздрава России) | Способ подавления индуцирующего действия высокомолекулярной гиалуроновой кислоты на стволовые клетки рака молочной железы |
| RU2798550C2 (ru) * | 2022-11-18 | 2023-06-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр радиологии" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ радиологии" Минздрава России) | Способ снижения количества стволовых клеток аденокарциномы молочной железы человека |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2018145444A (ru) | 2019-01-28 |
| RU2018145444A3 (ru) | 2019-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107648216B (zh) | 作为新型癌症疗法的芳烃受体(AhR)调节剂 | |
| Bavisotto et al. | The dissociation of the Hsp60/pro-Caspase-3 complex by bis (pyridyl) oxadiazole copper complex (CubipyOXA) leads to cell death in NCI-H292 cancer cells | |
| Lin et al. | Discovery and validation of nitroxoline as a novel STAT3 inhibitor in drug-resistant urothelial bladder cancer | |
| JP2022524885A (ja) | ナルトレキソン及びカンナビノイドを含む癌の治療 | |
| EP3303286B1 (en) | Compounds that bind to rela of nf-kb for use in treating cancer | |
| Ertekin et al. | May argyrophilic nucleolar organizing region-associated protein synthesis be used for selecting the most reliable dose of drugs such as rhamnetin in cancer treatments? | |
| FR2973703A1 (fr) | Derives de 4-arylcoumarine et de 4-arylquinoleine, leurs utilisations therapeutiques et leur procede de synthese | |
| Zhou et al. | Honokiol induces proteasomal degradation of AML1-ETO oncoprotein via increasing ubiquitin conjugase UbcH8 expression in leukemia | |
| Finiuk et al. | 4-Thiazolidinone derivative Les-3833 effectively inhibits viability of human melanoma cells through activating apoptotic mechanisms | |
| Zecchini et al. | Dysfunctional autophagy induced by the pro-apoptotic natural compound climacostol in tumour cells | |
| JP2021505690A (ja) | Ｃｙｐ２６酵素を阻害するための化合物および方法 | |
| Manmuan et al. | Phytochemical analysis, antioxidant activity, and cytotoxic effects of Caulerpa lentillifera extracts inducing cell apoptosis and sub-G/G0-G1 cell cycle arrest in KON oral cancer cells | |
| RU2702910C2 (ru) | Способ снижения количества стволовых клеток рака молочной железы | |
| EP2890374B1 (en) | Compositions and methods for drug-sensitization or inhibition of a cancer cell | |
| EP2586441A1 (en) | Combination of egcg or methylated egcg and a pde inhibitor | |
| KR102206745B1 (ko) | 안토시아닌 및 gabab 수용체 작용제를 유효성분으로 포함하는 신경질환 치료제 | |
| US11918553B2 (en) | Anti-oncogenic phytochemicals comprising substituted henicosanoic acid and henicosenoic acid | |
| Maurya et al. | Improved synergistic anticancer efficacy of quercetin in combination with PI-103, rottlerin, and G0 6983 against MCF-7 and RAW 264.7 cells | |
| US11612610B2 (en) | Mito-magnolol compounds and methods of synthesis and use thereof | |
| RU2774031C1 (ru) | Способ подавления индуцирующего действия высокомолекулярной гиалуроновой кислоты на стволовые клетки рака молочной железы | |
| RU2798550C2 (ru) | Способ снижения количества стволовых клеток аденокарциномы молочной железы человека | |
| US10550130B2 (en) | Benzo-thiazolo-imidazole compounds and uses thereof | |
| RU2789099C2 (ru) | Способ определения снижения радиационно-индуцированной миграции клеток рака молочной железы человека линии MCF-7 | |
| RU2700695C2 (ru) | Способ снижения клоногенной активности стволовых клеток рака молочной железы | |
| CN102731456B (zh) | 一种抗肿瘤化合物及其制备方法和应用 |