Preview

Сибирский онкологический журнал

Расширенный поиск

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПИРИДОКСИНА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОТИВООПУХОЛЕВОЙ АКТИВНОСТИ МЕТИОНИН-ГАММАЛИАЗЫ НА МОДЕЛЯХ ПЕРЕВИВАЕМЫХ ОПУХОЛЕЙ МЫШЕЙ

https://doi.org/10.21294/1814-4861-2017-16-5-27-35

Полный текст:

Аннотация

Приведены экспериментальные данные монотерапии и комбинированной терапии моделей перевиваемых опухолей мышей препаратами метионин-γ-лиазы (МГЛ) и пиридоксина гидрохлорида. Изучены МГЛ Clostridium sporogenes и Citrobacter freundii. Использованы перевиваемые модели опухолей мышей: карцинома легкого Льюис (LLC), меланома В16, лимфолейкоз P388, лимфолейкоз L1210, лимфаденоз Фишера L5178y. На моделях P388, L5178y МГЛ не показала противоопухолевой активности ни в монорежиме, ни в сочетании с пиридоксином. На модели L1210 было получено пограничное увеличение продолжительности жизни (УПЖ) 22 %, р=0,035 при применении МГЛ C. sporogenes в дозе 2000 Е/кг 11-кратно внутрибрюшинно с интервалом 12 ч. На LLC показано, что на 1-е сут после окончания лечения одновременное внутрибрюшное (в/б) введение МГЛ C. sporogenes 400 Е/кг 4-кратно с интервалом 48 ч и пиридоксина в дозе 250 мг/кг вызывало ТРО=55 % (р<0,001), монотерапия МГЛ или пиридоксином в аналогичных дозах и режимах применения вызывала ТРО=24 % (р=0,263) и 21 % (р=0,410) соотетственно. При попарном сравнении: комбинированная терапия МГЛ + пиридоксин против монотерапии МГЛ в аналогичном режиме р=0,061, против монотерапии пиридоксином р=0,031. На LLC МГЛ C. freundii 200 Е/кг 4-кратно с интервалом 48 ч и пиридоксина в дозе 500 мг/кг одновременно на 9-е сут после окончания лечения вызывало ТРО=50 % (р=0,001), при этом монотерапия МГЛ в разовой дозе 400 Е/кг или пиридоксином в аналогичном режиме применения вызывала ТРО=+5 % (р=0,991) и 4 % (р=0,998) соответственно. При попарном сравнении: комбинированная терапия МГЛ 200 Е/кг + пиридоксин против монотерапии МГЛ 400 Е/кг в аналогичном режиме р<0,001, против монотерапии пиридоксином р=0,003. На модели меланома B16 МГЛ 2000 в/б + пиридоксин 300 мг/кг вызывает ТРО 56 % на 1-е сут (р=0,045) и 35 % на 3-и сут (р=0,038). При комбинированной терапии МГЛ + пиридоксин последний значимо повышал противоопухолевую активность МГЛ в сочетаниях: МГЛ 1000 Е/кг в/б и МГЛ 1000 Е/кг в/б + пиридоксин 300 мг/кг ТРО=45 % (р=0,034) на 3-и сут после окончания лечения. При внутривенном введении МГЛ 500 Е/кг и МГЛ 500 Е/кг + пиридоксин последний повышал эффективность лечения: максимальное ТРО 50 % на 1-е сут после окончания лечения (р=0,085, различие не достоверно) и 21 % на 3-и сут после окончания лечения ТРО 22 % (р=0,965, различие не достоверно).

Разовая максимальная переносимая доза при многократном в/б введении составила 2000 Е/кг, одновременное применение пиридоксина не усугубляло токсичности МГЛ. Таким образом, LLC и меланома В16 обладают чувствительностью к терапии МГЛ. Одновременное введение пиридоксина на модели LLC и В16 достоверно повышает её эффективность.

Об авторах

Д. Ж. Давыдов
ФГБУ «РОНЦ им. Н.Н. Блохина» Минздрава РФ
Россия

лаборант-исследователь

SPIN-код: 6543-3596

115478, г. Москва, Каширское шоссе, 23

 



Е. А. Морозова
ФГБУН «ИМБ им. В.А. Энгельгардта» РАН
Россия

кандидат химических наук, старший научный сотрудник

119991, г. Москва, ул. Вавилова, 32

 

 



М. В. Комарова
ФГБОУ ВО «СамГМУ» Минздрава РФ
Россия

кандидат биологических наук, доцент кафедры лазерных и биотехнических систем

SPIN-код: 4359-2715

443099, г. Самара, ул. Чапаевская, 89

 



Н. В. Ануфриева
ФГБУН «ИМБ им. В.А. Энгельгардта» РАН
Россия

младший научный сотрудник

 SPIN-код: 3212-7374

119991, г. Москва, ул. Вавилова, 32

 



Г. Б. Завильгельский
ФГУП «ГосНИИгенетика»
Россия

доктор биологических наук, старший научный сотрудник

117545, г. Москва, 1-й Дорожный проезд, 14

 

 



И. В. Манухов
ФГУП «ГосНИИгенетика»; ФГБОУ ВО «МФТИ», Лаборатория молекулярной генетики
Россия

доктор биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики

SPIN-код: 3711-4901

117545, г. Москва, 1-й Дорожный проезд, 14

141700, г. Долгопрудный, Институтский пер., 95

 



Т. В. Демидкина
ФГБУН «ИМБ им. В.А. Энгельгардта» РАН
Россия

заведующая лабораторией химических основ биокатализа

119991, г. Москва, ул. Вавилова, 32



Е. М. Трещалина
ФГБУ «РОНЦ им. Н.Н. Блохина» Минздрава РФ
Россия

115478, г. Москва, Каширское шоссе, 23

доктор медицинских наук, старший научный сотрудник

SPIN-код: 7230-1364 



В. С. Покровский
ФГБУ «РОНЦ им. Н.Н. Блохина» Минздрава РФ
Россия

доктор биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики

SPIN-код: 3711-4901

115478, г. Москва, Каширское шоссе, 23

 



Список литературы

1. Thomas D., Surdin-Kerjan Y. Metabolism of sulfur amino acids in Saccharomyces cerevisiae. Microbiol Mol Biol Rev. 1997 Dec; 61 (4): 503–32.

2. Ravanel S., Gakière B., Job D., Douce R. The specific features of methionine biosynthesis and metabolism in plants. Proc Natl Acad Sci USA. 1998 Jun 23; 95 (13): 7805–12.

3. Sekowska A., Kung H., Danchin A. Sulfur metabolism in Escherichia coli and related bacteria: facts and fiction. J Mol Microbiol Biotechnol. 2000 Apr; 2 (2): 145–77.

4. Sugimura T., Birnbaum S.M., Winitz M., Greenstein J.P. Quantitative nutritional studies with water-soluble, chemically defined diets. VII. The forced feeding of diets eaсh lacking in one essential amino acid. Arch Biochem Bioophys. 1959; 81 (2): 448–455.

5. Guo H.Y., Herrera H., Groce A., Hoffman R.M. Expression of the biochemical defect of methionine dependence in fresh patient tumors in primary histoculture. Cancer Res. 1993; 53 (11): 2479–83.

6. Kim D.H., Muto M., Kuwahara Y., Nakanishi Y., Watanabe H., Aoyagi K., Sasaki H. Array-based comparative genomic hybridization of circulating esophageal tumor cells. Oncol Rep. 2006; 16 (5): 1053–1059.

7. Käck H., Sandmark J., Gibson K., Schneider G., Lindqvist Y. Crystal structure of diaminopelargonic acid synthase: evolutionary relationships between pyridoxal-5’-phosphate-dependent enzymes. J Mol Biol. 1999; 291: 857–876.

8. Tanaka H., Esaki N., Soda K. Versatile bacterial enzyme: L-methionine γ-Lyase. Enzyme Microb Technol. 1985; 7: 530–537.

9. Cellarier E., Durando X., Vasson M.P., Farges M.C., Demiden A., Maurizis J.C., Madelmont J.C., Chollet P. Methionine dependence and cancer treatment. Cancer Treatment Reviews. 2003; 29 (6): 489–499.

10. Morozova E.A., Kulikova V.V., Yashin D.V., Anufrieva N.V., Anisimova N.Y., Revtovich S.V., Demidkina T.V. Kinetic Parameters and Cytotoxic Activity of Recombinant Methionine γ-Lyase from Clostridium tetani, Clostridium sporogenes, Porphyromonas gingivalis and Citrobacter freundii. Acta Naturae. 2013; 5 (3): 92–8.

11. Morozova E.A., Anufrieva N.V., Davydov D.Z., Komarova M.V., Dyakov I.N., Rodionov A.N., Pokrovsky V.S. Plasma methionine depletion and pharmacokinetic properties in mice of methionine γ-lyase from Citrobacter freundii, Clostridium tetani and Clostridium sporogenes. Biomed Pharmacother. 2017; 5 (88): 978–984. doi: 10.1016/j. biopha.2017.01.127.

12. Покровский В.С., Лесная Н.А., Трещалина Е.М., Лукаше- ва Е.В., Березов Т.Т. Перспективы разработки новых ферментных противоопухолевых препаратов. Вопросы онкологии. 2011; 57 (2): 155–164.

13. Покровский В.С., Трещалина Е.М. Ферментные препараты в онкогематологии: актуальные направления экспериментальных исследований и перспективы клинического применения. Клиническая онкогематология. Фундаментальные исследования и клиническая практика. 2014: 7 (1): 28–38.

14. Egler R.A., Ahuja S.P., Matloub Y. L-asparaginase in the treatment of patients with acute lymphoblastic leukemia. J Pharmacol Pharmacother. 2016; 7 (2): 62–71.

15. Pokrovskaya M.V., Aleksandrova S.S., Pokrovsky V.S., Veselovsky A.V., Grishin D.V., Abakumova O.Y., Sokolov N.N. Identification of functional regions in the Rhodospirillum rubrum L-asparaginase by site-directed mutagenesis. Mol Biotechnol. 2015; 57 (3): 251–264. doi: 10.1007/s12033-014-9819-0.

16. Демидкина Т.В. Тирозин-фенолиаза: структура и функции [Дис. … д-ра хим. наук]. [Москва]; 1998. 203.

17. Sun X., Yang Z., Li S. In vivo efficacy of recombinant methioninase is enhanced by the combination of polyethylene glycol conjugation and pyridoxal 5’-phosphate supplementation. Cancer Res. 2003; 63 (23): 8377–8383.

18. Yang Z., Sun X., Li S. Circulating half-life of PEGylated recombinant methioninase holoenzyme is highly dose dependent on cofactor pyridoxal-5’-phosphate. Cancer Res. 2004; 64 (16): 5775–5778.

19. Kokkinakis D.M., Schold S.C. Jr., Hori Н., Nobori Т. Effect of long-term depletion of plasma methionine on the growth and survival of human brain tumor xenografts in athymic mice. Nutr. Cancer. 1997; 29 (3): 195–204.

20. Yang Z., Wang J., Lu Q., Xu J., Kobayashi Y., Takakura T., Takimoto A., Yoshioka T., Lian C., Chen C., Zhang D., Zhang Y., Li S., Sun X., Tan Y., Yagi S., Frenkel E.P., Hoffman R.M. PEGylation confers greatly extended half-life and attenuated immunogenicity to recombinant methioninase in primates. Cancer Res. 2004; 64: 6673–6678.

21. Furth-Walker D., Leibman D., Smolen A. Changes in pyridoxal phosphate and pyridoxamine phosphate in blood, liver and brain in the pregnant mouse. J Nutr. 1989; 119 (5): 750–756.

22. Colombini C.E., McCoy E.E. Vitamin B6 metabolism. The utilization of [14C] pyridoxine by the normal mouse. 1970; 9 (3): 533–538.

23. Kreis W., Hession C. Isolation and purification of L-methioninealpha-deamino-gamma-mercaptomethane-lyase (L-methioninase) from Clostridium sporogenes. Cancer Res. 1973 Aug; 33 (8): 1862–5.

24. Hori H., Takabayashi K., Orvis L., Carson D.A., Nobori T. Gene cloning and characterization of Pseudomonas putida L-methioninealpha-deamino-gamma-mercaptomethane-lyase. Cancer Res.1996; 56 (9): 2116–2122.

25. El-Sayed A.S., Shouman S.A., Nassrat H.M. Pharmacokinetics, immunogenicity and anticancer efficiency of Aspergillus flavipes L-methioninase. Enzyme Microb Technol. 2012; 51 (4): 200–210. doi: 10.1016/j.enzmictec.2012.06.004.

26. Huang K.Y., Hu H.Y., Tang Y.L., Xia F.G., Luo X.Q., Liu J.Z. Highlevel expression, purification and large-scale production of L-methionine γ-Lyase from Ideomarina as a novel anti-leucemic. Mar Drags. 2015; 13: 5492–5507. doi: 10.3390/md13085492.

27. Machover D., Zittoun J., Broët P., Metzger G., Orrico M., Goldschmidt E., Luccioni C. Cytotoxic synergism of methioninase in combination with 5-fluorouracil and folinic acid. Biochem Pharmacol. 2001; 61 (7): 867–876.

28. Hu J., Cheung N.K. Methionine depletion with recombinant methioninase: In vitro and in vivo efficacy against neuroblastoma and its synergism with chemotherapeutic drug. Int. J Cancer. 2009; 124 (7): 1700–1706. doi: 10.1002/ijc.24104.

29. Tan Y., Xu M., Guo H., Sun X., Kubota T., Hoffman R.M. Anticancer efficacy of methioninase in vivo. Anticancer Res. 1996; 16 (6C): 3931–3936.

30. Tan Y., Sun X., Xu M., Tan X., Sasson A., Rashidi B., Han Q., Tan X., Wang X., An Z., Sun F.X., Hoffman R.M. Efficacy of recombinant methioninase in combination with cisplatin on human colon tumors in nude mice. Clin. Cancer Res. 1999; 5 (8): 2157–2163.

31. Yoshioka T., Wada T., Uchida N., Maki H., Yoshida H., Ide N., Kasai H., Hojo K., Shono K., Maekawa R., Yagi S., Hoffman R.M., Sugita K. Anticancer efficacy in vivo and in vitro, synergy with 5-fluorouracil, and safety of recombinant methioninase. Cancer Res. 1998; 58 (12): 2583–2587.

32. Hoshiya Y., Kubota T., Matsuzaki S.W., Kitajima M., Hoffman R.M. Methionine starvation modulates the efficacy of cisplatin on human breast cancer in nude mice. Anticancer Res. 1996; 16 (6B): 3515–3517.

33. Kokkinakis D.M., Hoffman R.M., Frenkel E.P., Wick J.B., Han Q., Xu M., Tan Y., Schold S.C. Synergy between methionine stress and chemotherapy in the treatment of brain tumor xenografts in athymic mice. Cancer Res. 2001; 61: 4017–4023.

34. Pokrovsky V.S., Kazanov M.D., Dyakov I.N., Pokrovskaya M.V., Aleksandrova S.S. Comparative immunogenicity and structural analysis of epitopes of different bacterial L-asparaginases. BMC Cancer. 2016; 16 (1): 89. doi: 10.1186/s12885-016-2125-4.

35. Sannikova E.P., Bulushova N.V., Cheperegin S.E., Gubaydullin I.I., Chestukhina G.G., Ryabichenko V.V., Shtil A.A. The modified heparinbinding L-asparaginase of Wolinella succinogenes. Mol Biotechnol. 2016; 58 (8–9): 528–539. doi: 10.1007/s12033-016-9950-1.

36. Покровский В.С., Покровская М.В., Александрова С.С. Физико-химические свойства и антипролиферативная активность рекомбинантной L-аспарагиназы Yersinia pseudotuberculosis. Прикладная биохимия и микробиология. 2013; 49 (1): 24.

37. Pokrovskaya M.V., Pokrovskiy V.S., Aleksandrova S.S., Anisimova N.Y., Andrianov R.M., Treschalina E.M., Sokolov N.N. Recombinant intracellular Rhodospirillum rubrum L-asparaginase with low L-glutaminase activity and antiproliferative effect. Biochemistry (Moscow) Supplement. Series B: Biomedical Chemistry. 2012; 6 (2): 123–131.

38. Pokrovsky V.S., Treshalina H.M., Lukasheva E.V., Sedakova L.A., Medentzev A.G., Arinbasarova A.Y., Berezov T.T. Enzymatic properties and anticancer activity of l-lysine α-oxidase from Trichoderma cf. aureoviride rifai BKMF-4268D. Anticancer Drugs. 2013; 24 (8): 846–851. doi: 10.1097/CAD.0b013e328362fbe2.

39. Babich O.O., Prosekov A.Y., Pokrovsky V.S., Sokolov N.N., Anisimova N.Y. Recombinant L-phenylalanine ammonia lyase from Rhodosporidium toruloides as a potential anticancer agent. Biotechnol Appl Biochem. 2013; 60 (3): 316–322. doi: 10.1002/bab.1089.

40. Han R.Z., Xu G.C., Dong J.J., Ni Y. Arginine deiminase: recent advances in discovery, crystal structure, and protein engineering for improved properties as an anti-tumor drug. Appl Microbiol Biotechnol. 2016 Jun; 100 (11): 4747–60. doi: 10.1007/s00253-016-7490-z.


Для цитирования:


Давыдов Д.Ж., Морозова Е.А., Комарова М.В., Ануфриева Н.В., Завильгельский Г.Б., Манухов И.В., Демидкина Т.В., Трещалина Е.М., Покровский В.С. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПИРИДОКСИНА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОТИВООПУХОЛЕВОЙ АКТИВНОСТИ МЕТИОНИН-ГАММАЛИАЗЫ НА МОДЕЛЯХ ПЕРЕВИВАЕМЫХ ОПУХОЛЕЙ МЫШЕЙ. Сибирский онкологический журнал. 2017;16(5):27-35. https://doi.org/10.21294/1814-4861-2017-16-5-27-35

For citation:


Davydov D.Z., Morozova Е.А., Komarova М.V., Anufrieva N.V., Zavilgelsky G.B., Manukhov I.V., Demidkina T.V., Treshchalina Е.М., Pokrovsky V.S. USE OF PYRIDOXINE TO INCREASE ANTICACNER ACTIVITY OF METHIONINE-GAMMA-LYASE IN MURINE CANCER MODELS. Siberian journal of oncology. 2017;16(5):27-35. (In Russ.) https://doi.org/10.21294/1814-4861-2017-16-5-27-35

Просмотров: 132


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1814-4861 (Print)
ISSN 2312-3168 (Online)