urmjУральский медицинский журналUral Medical Journal2949-4389Ural State Medical University10.52420/2071-5943-2023-22-5-66-76urmj-1331Research ArticleОригинальные статьи | Original articlesOriginal articlesСравнительный анализ использования моделей меланомы В16 и эпидермоидной карциномы легкого Льюис для проведения доклинических исследований соединений с предполагаемым противоопухолевым действиемComparative analysis of the use of B16 melanoma and epidermoid Lewis lung carcinoma models for preclinical studies of compounds with a putative antitumor effecthttps://orcid.org/0000-0003-3104-827XДодоховаМ. А.DodokhovaM. A.

Маргарита Авдеевна Додохова, кандидат медицинских наук, доцент, заведующий Центральной научно-исследовательской лабораторией

Ростов-на-Дону

Margarita A. Dodokhova, PhD (Medicine), Associate Professor, Head of the Central Research Laboratory

Rostov-on-Don

dodohova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8792-6911АкименкоМ. А.AkimenkoM. A.

Марина Анатольевна Акименко, ассистент кафедры медицинской биологии

Ростов-на-Дону

Marina A. Akimenko, Assistant of the Department of Medical Biology

Rostov-on-Don

https://orcid.org/0000-0003-0542-6900ВороноваО. В.VoronovaO. V.

Ольга Владимировна Воронова, ассистент кафедры судебной медицины

Ростов-на-Дону

 

Olga V. Voronova, Assistant of the Department of Forensic Medicine

Rostov-on-Don

https://orcid.org/0000-0001-5123-5289Алхусейн-КулягиноваМ. С.Alkhuseyn-KuliaginovaM. S.

Маргарита Стефановна Алхусейн-Кулягинова, ассистент кафедры патологической физиологии

Ростов-на-Дону

Margarita S. Alkhuseyn-Kuliaginova, Assistant of the Department of Pathological Physiology

Rostov-on-Don

https://orcid.org/0000-0002-5595-8799КотиеваЕ. М.KotievaE. M.

Елизавета Михайловн Котиева, студент лечебно-профилактического факультета

Ростов-на-Дону

Elizaveta M. Kotieva, Student of the Faculty of Medicine

Rostov-on-Don

https://orcid.org/0000-0001-9245-0460ТрепельВ. В.TrepelV. V.

Валерия Вартановна Трепель, студент лечебно-профилактического факультета

Ростов-на-Дону

Valeriya V. Trepel, Student of the Faculty of Medicine

Rostov-on-Don

https://orcid.org/0000-0002-6853-766XКотиеваВ. М.KotievaV. M.

Виолетта Михайловна Котиева, кандидат медицинских наук, доцент кафедры хирургических болезней №2

Ростов-на-Дону

Violetta M. Kotieva, Student of the Faculty of Medicine

Rostov-on-Don

АльникинА. Б.AlnikinA. B.

Александр Борисович Альникин, кандидат медицинских наук, доцент кафедры хирургических болезней №2

Ростов-на-Дону

Alexander B. Alnikin, PhD (Medicine), Associate Professor of the Department of Surgical Diseases No. 2

Rostov-on-Don

https://orcid.org/0000-0002-2796-9466КотиеваИ. М.KotievaI. M.

Инга Мовлиевна Котиева, доктор медицинских наук, профессор кафедры патологической физиологии

Ростов-на-Дону

Inga M. Kotieva, Doctor of Science (Medicine), Professor of the Department of Pathological Physiology

Rostov-on-Don

Ростовский государственный медицинский университетРоссияRostov State Medical UniversityRussian FederationРостовский государственный медицинский университет; Клиническая больница «РЖД-Медицина»РоссияRostov State Medical University; Clinical Hospital “RZD Medicine”Russian FederationРостовский государственный медицинский университет; Клиническая больница «РЖД-Медицина»РоссияRostov State Medical University; Clinical Hospital “RZD Medicine”Russian Federation2023271020232256676Copyright © Додохова М.А., Акименко М.А., Воронова О.В., Алхусейн-Кулягинова М.С., Котиева Е.М., Трепель В.В., Котиева В.М., Альникин А.Б., Котиева И.М., 20232023Додохова М.А., Акименко М.А., Воронова О.В., Алхусейн-Кулягинова М.С., Котиева Е.М., Трепель В.В., Котиева В.М., Альникин А.Б., Котиева И.М.Dodokhova M.A., Akimenko M.A., Voronova O.V., Alkhuseyn-Kuliaginova M.S., Kotieva E.M., Trepel V.V., Kotieva V.M., Alnikin A.B., Kotieva I.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.umjusmu.ru/jour/article/view/1331Введение

Введение. Поиск новых соединений с предполагаемым противоопухолевым действием и разработка на их основе противоопухолевых и антиметастатических лекарственных средств являются приоритетными задачами для специалистов в области медицинской химии, экспериментальной патофизиологии и фармакологии. Меланома В16 и эпидермоидная карцинома легкого Льюис (англ. Lewis Lung Carcinoma, LLC) являются универсальными моделями для оценки влияния соединений с предполагаемым противоопухолевым действием на первичный очаг опухолевого роста и процесс диссеминации опухолевых клеток.

Цель работы – определить целесообразность использования моделей солидного опухолевого роста и активности метастазирования эпидермоидной карциномы легкого Льюис и меланомы В16 для проведения доклинических исследований противоопухолевой и антиметастатической фармакологической активности гибридных оловоорганических соединений в зависимости от экспериментальных задач.

Материалы и методы

Материалы и методы. Экспериментальная часть была выполнена на мышах (самках) C57B1/6. Введение гибридных оловоорганических соединений производили пятикратно, внутрибрюшинно. Начало лечения – через 48 ч. после перевивки опухолевых клеток в одинаковых режимах применительно к обеим моделям. В данной работе были использованы максимально эффективные (375 мг/кг и 250 мг/кг соответственно) и токсические (500 мг/кг и 375 мг/ кг соответственно) дозы лидерных гибридных оловоорганических соединений Ме3 (бис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилтиолат)диметилолова) и Ме5 ((3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилтиолат)трифенилолова).

Результаты

Результаты. На всех этапах эксперимента на обеих моделях опухолевого роста были получены аналогичные результаты, характеризующие фармакологическую активность тестируемых соединений: умеренный противоопухолевый и высокий антиметастатический эффект. Темпы роста и развития опухолевого процесса являются сопоставимыми и удобными для планирования доклинических исследований in vivo и могут быть взаимозаменяемыми.

Обсуждение

Обсуждение. При проведении поискового анализа фармакологической активности в широком диапазоне доз более высокой степенью удобства для интерпретации данных (количество метастатических очагов в легких) обладает модель эпидермоидной карциномы легкого Льюис. При изучении патогенетических особенностей метастазирования под действием соединений с предполагаемым противоопухолевым действием за счет возможностей контрастного иммуногистохимического окрашивания опухолевых клеток преимуществом обладает модель меланомы В16. В нашем эксперименте при иммуногистохимическом окрашивании на Мелан-A четко отслеживается гематогенный путь метастазирования по кровотоку.

Заключение

Заключение. Для поисковых скрининговых исследований по отбору перспективных кандидатов для углубленного изучения целесообразно использовать модель эпидермоидной карциномы легкого Льюис. При  углубленном изучении соединений, доказавших свою эффективность, большей информативностью обладает модель меланомы В16.

 

 

Introduction The search for new compounds with putative antitumor effects and the development of domestic anticancer and antimetastatic drugs based on them is a priority task for specialists in the field of medical chemistry, experimental pathophysiology and pharmacology. Melanoma B16 and Lewis lung epidermoid carcinoma are universal models for evaluating the effect of compounds with putative antitumor action on the primary focus of tumor growth and the process of tumor cells dissemination.

The aim of the work is to determine the feasibility of using models of solid tumor growth and metastasis activity of Lewis lung epidermoid carcinoma and B16 melanoma for preclinical studies of antitumor and antimetastatic pharmacological activity of hybrid organotin compounds depending on experimental objectives.

Materials and methods The experimental part was performed on C57B1/6 mice (females). Hybrid organotin compounds were administered five times, intraperitoneal, the beginning of treatment – 48 hours after tumor cells transplantation in the same regimes for both models. In this work, the most effective (375 mg/kg and 250 mg/kg, respectively) and toxic (500 mg/kg and 375 mg/kg, respectively) doses of the leader hybrid organotin compounds Me3 (bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylthiolate) dimethytin) and Me5 ((3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylthiolate)triphenyltin) were used.

Results At all stages of the experiment on both models of tumor growth we obtained similar results characterizing the pharmacological activity of the tested compounds: moderate antitumor and high antimetastatic effect. The rates of growth and tumor process development are comparable and convenient for planning preclinical studies in vivo and can be interchangeable.

Discussion The Lewis lung model of epidermoid carcinoma has a higher degree of convenience for data interpretation (number of metastatic foci in the lungs) when conducting exploratory analysis of pharmacological activity in a wide range of doses. When studying pathogenetic peculiarities of metastasis under the action of compounds with presumed antitumor action due to the possibilities of contrast immunohistochemical staining of tumor cells, the B16 melanoma model has an advantage. In our experiment with immunohistochemical staining for Melan A the hematogenic pathway of metastasis through the bloodstream is clearly traced.

Conclusion For exploratory screening studies to select promising candidates for in-depth study it is reasonable to use the Lewis lung epidermoid carcinoma model. The B16 melanoma model is more informative for in-depth study of compounds that have proven to be effective.

доклинические исследованияиммунгогистохимическое исследованиемеланома В16эпидермоидная карцинома легкого Льюисгибридные оловоорганические соединенияpreclinical studiesimmunohistochemical studymelanoma B16epidermoid carcinoma lung Lewishybrid organotin compoundsReferencesСостояние онкологической помощи населению России в 2019 году. Под ред. А. Д. Каприна, В. В. Старинского, А. О. Шахзадовой. М : МНИОИ им. П. А. Герцена – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, 2020. С. 4–6. URL: https://glavonco.ru/cancer_register/Помощь%202019.pdf (дата обращения: 08.02.2023).The state of oncological care to the population of Russia in 2019. Ed. Kaprina AD, Starinsky VV, Shakhzadova AO. Moscow : P.A. Herzen Moscow State Medical Research Institute – branch of the Federal State Budgetary Institution “NMRC of Radiology” of the Ministry of Health of Russia ; 2020. pp. 4–6. (In Russ.) URL: https://glavonco.ru/cancer_register/Помощь%202019.pdf (дата обращения: 08.02.2023).Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. Под общ. ред. чл.-кор. РАМН, проф. Р. У. Хабриева. 2-е изд., перераб. и доп. М : Медицина ; 2005. С. 637–683. URL: https://reallib.org/reader?file=756442 (дата обращения: 08.02.2023).Guidelines for experimental (preclinical) study of new pharmacological substances. Ed. Khabriev RU. Moscow : Publishing House Medicine ; 2005. pp. 637–683. (In Russ.) URL: https://reallib.org/reader?file=756442 (дата обращения: 08.02.2023).Методические рекомендации по доклиническому изучению противоопухолевой активности лекарственных средств. Сост. Е. М. Трещалина, О. С. Жукова, Г. К. Герасимова [и др.]. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. М : Гриф и К; 2012. С. 642–656.Treshchalina EM, Zhukova OS, Gerasimova GK et al. Methodological recommendations for preclinical study of antitumor activity of drugs. In book: Guidelines for preclinical studies of drugs. Part one. Moscow : Publishing House Grif and K ; 2012. pp. 642–656. (In Russ.).Козлов А. М., Софьина З. П. Частота, время и тип метастазирования различных трансплантируемых опухолей у мышей. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1978;86(12):715–718.Kozlov AM, Sofina ZP. Frequency, time and type of metastasis of various transplantable tumors in mice. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 1978;86(12):715–718. (In Russ.).Экспериментальная оценка противоопухолевых препаратов в СССР и США. Под ред. З. П. Софьиной, А. Б. Сыркина, А. Голдина, А. Клейна. М : Медицина, 1980. С. 71–107.Sofina ZP. Experimental evaluation of antitumor drugs in the USSR and the USA. Moscow : Publishing House Medicine ; 1980. pp. 71–107. (In Russ.).Котиева И.М., Франциянц Е.М., Каплиева И.В. с соавт. Влияние хронической боли на некоторые метаболические процессы в коже самок мышей. Российский журнал боли. 2018;4(58):46–54.Kotieva IM, Franzyants EM, Kaplieva IV et al. The effect of chronic pain on some metabolic processes in the skin of female mice. Russian Journal of Pain. 2018;4(58):46–54. (In Russ.).Додохова М.А., Сафроненко А.В., Котиева И.М. с соавт. Упрощенная методика скринингового исследования оловоорганических соединений с предполагаемым противоопухолевым действием. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2021;84(11):20–24.Dodokhova MA, Safronenko AV, Kotieva IM et al. Simplified screening method of organo-tin compounds with suspected antitumor effect. Experimental and Clinical Pharmacology. 2021;84(11):20–24. (In Russ.).Мухатова Е.М., Осипова В.П., Коляда М.Н. с соавт. Синтез и антиоксидантная активность новых оловоорганических соединений, содержащих фрагмент 2,6-ди-трет-бутилфенола. Доклады Академии наук. 2013;451(1):46–49. https://doi.org/10.7868/S0869565213190134.Mukhatova EM, Osipova VP, Kolyada MN et al. Synthesis and antioxidant activity of new organotin compounds containing a fragment of 2,6-di-tert-butylphenol. Reports of the Academy of Sciences. 2013;451(1):46–49. (In Russ.). https://doi.org/10.7868/S0869565213190134Dodokhova MA, Safronenko AV, Kotieva IM et al. Impact of organotin compounds on the growth of epidermoid Льюис carcinoma. Research Results in Pharmacology. 2021;7(4):81–88.Dodokhova MA, Safronenko AV, Kotieva IM et al. Impact of organotin compounds on the growth of epidermoid Льюис carcinoma. Research Results in Pharmacology. 2021;7(4):81–88.Dodokhova MA, Safronenko AV, Kotieva IM et al. Evaluation of the pharmacological activity of hybrid organotin compounds in a B16 melanoma model in the classical and metronomic administration modes. Research Results in Pharmacology. 2022;8(1):85–94.Dodokhova MA, Safronenko AV, Kotieva IM et al. Evaluation of the pharmacological activity of hybrid organotin compounds in a B16 melanoma model in the classical and metronomic administration modes. Research Results in Pharmacology. 2022;8(1):85–94.Elia I, Doglioni G, Fendt SM. Metabolic hallmarks of metastasis formation. Trends Cell Biol. 2018;28(8):673–84. https://doi.org/10.1016/j.tcb.2018.04.002.Elia I, Doglioni G, Fendt SM. Metabolic hallmarks of metastasis formation. Trends Cell Biol. 2018;28(8):673–84. https://doi.org/10.1016/j.tcb.2018.04.002.Алдобаев В.Н., Михина Л.В., Презент М.А. Оценка противоопухолевой активности ряда производных 4-аминопиперидина, низкомолекулярных ингибиторов HSP70, на перевиваемых опухолях мышей. Медицина экстремальных ситуаций. 2021;23(1):24–31.Aldobaev VN, Mikhina LV, Present MA. Evaluation of antitumor activity of a number of 4-aminopiperidine derivatives, low molecular weight HSP70 inhibitors, on transplanted mouse tumors. Medicine of Extreme Situations. 2021;23(1):24–31. (In Russ.).Котиева И.М., Кит О.И., Франциянц Е.М. с соавт. Влияние экспериментальной хронической боли на уровень биогенных аминов в коже у мышей в динамике роста меланомы В16/F10. Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. 2018;1(197):130–139.Kotieva IM, Kit OI, Franzyants EM et al. Influence of experimental chronic pain on the level of biogenic amines in the skin of mice in the dynamics of melanoma growth B16/F10. Proceedings of Higher Educational Institutions. The North Caucasus Region. Series: Natural Sciences. 2018;1(197):130–139. (In Russ.).Меньщикова Е.Б., Зенков Н.К., Ланкин В.З. с соавт. Окислительный стресс, патологические состояния и заболевания. Новосибирск : 2017. С. 17–19.Menshchikova EB, Zenkov NK, Lankin VZ et al. Oxidative stress, pathological conditions and diseases. Novosibirsk : 2017. pp. 17–19. (In Russ.).Мартинович Г.Г., Мартинович И.В., Вчерашняя А.В. с соавт. Механизмы редокс-регуляции химиорезистентности опухолевых клеток фенольными антиоксидантами. Биофизика. 2017;62(6):1142–1152.Martinovich GG, Martinovich IV, Vcherashnjaja AV et al. Mechanisms of redox regulation of tumor cell chemoresistance by phenolic antioxidants. Biophysics. 2017;62(6):1142–1152. (In Russ.).Гайнутдинов П.И., Кожин П.М., Чечушков А.В. с соавт. Обратная зависимость между антиоксидантной активностью синтетических монофенолов структурно взаимосвязанного ряда и их токсичностью в отношении опухолевых клеток. Сибирский научный медицинский журнал. 2018;38(1):22–31.Gainutdinov PI, Kozhin PM, Chechushkov AV et al. Inverse relationship between the antioxidant activity of synthetic monophenols of structurally interrelated series and their toxicity against tumor cells. Siberian Scientific Medical Journal. 2018;38(1):22–31. (In Russ.).Конышев К.В., Сазонов С.В. Особенности гетерогенности опухоли при регионарном метастазировании рака молочной железы. Казанский медицинский журнал. 2021;102(5):716–725.Konyshev KV, Sazonov SV. Features of tumor heterogeneity in regional metastasis of breast cancer. Kazan Medical Journal. 2021;102(5):716–725. (In Russ.).Hata A, Chen Y-G. TGF-β signaling from receptors to smads. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2016;8(9):a022061. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a022061.Hata A, Chen Y-G. TGF-β signaling from receptors to smads. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2016;8(9):a022061. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a022061.Zhang Y, Alexander PB, Wang X-F. TGF-beta family signaling in the control of cell proliferation and survival. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2017;9(4):a022145. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a022145.Zhang Y, Alexander PB, Wang X-F. TGF-beta family signaling in the control of cell proliferation and survival. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2017;9(4):a022145. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a022145.Rahimi RA, Leof EB. TGF-beta signaling: a tale of two responses. J Cell Biochem. 2007;102(3):593–608. https://doi.org/10.1002/jcb.21501.Rahimi RA, Leof EB. TGF-beta signaling: a tale of two responses. J Cell Biochem. 2007;102(3):593–608. https://doi.org/10.1002/jcb.21501.Wang J, Xiang H, Lu Y, Wu T. Role and clinical significance of TGF β1 and TGF βR1 in malignant tumors (Review). Int J Mol Med. 2021;47(4):55. https://doi.org/10.3892/ijmm.2021.4888.Wang J, Xiang H, Lu Y, Wu T. Role and clinical significance of TGF β1 and TGF βR1 in malignant tumors (Review). Int J Mol Med. 2021;47(4):55. https://doi.org/10.3892/ijmm.2021.4888.Vincek E, Rudnick E. Melanocytic marker Melan-A detects molluscum contagiosum bodies. J Histotechnol. 2022;45(1):36–38. https://doi.org/10.1080/01478885.2021.1964872.Vincek E, Rudnick E. Melanocytic marker Melan-A detects molluscum contagiosum bodies. J Histotechnol. 2022;45(1):36–38. https://doi.org/10.1080/01478885.2021.1964872.Ronchi A, Zito Marino F, Toni G et al. Diagnostic performance of melanocytic markers for immunocytochemical evaluation of lymph-node melanoma metastases on cytological samples. J Clin Pathol. 2022;75(1):45–49. https://doi.org/10.1136/jclinpath-2020-206962.Ronchi A, Zito Marino F, Toni G et al. Diagnostic performance of melanocytic markers for immunocytochemical evaluation of lymph-node melanoma metastases on cytological samples. J Clin Pathol. 2022;75(1):45–49. https://doi.org/10.1136/jclinpath-2020-206962.Шаманова А.Ю., Казачков Е.Л., Панова И.Е., Ростовцев Д.М. Предиктивные аспекты прижизненного патологоанатомического исследования увеальных меланом. Вопросы онкологии. 2022;68(S3):132–133.Shamanova AYu, Kazachkov EL, Panova IE, Rostovtsev DM. Predictive aspects of lifetime pathoanatomic examination of uveal melanomas. Questions of oncology. 2022;68(S3):132–133. (In Russ.).Васильев А.Н., Ниязов Р.Р., Гавришина Е.В. с соавт. Проблемы планирования и проведения доклинических исследований в Российской Федерации. Ремедиум. Журнал о российском рынке лекарств и медицинской техники. 2017;9:6–19.Vasiliev AN, Niyazov RR, Gavrishina EV et al. Problems of planning and conducting preclinical research in the Russian Federation. Remedium. Journal of the Russian Market of Medicines and Medical Equipment. 2017;9:6–19. (In Russ.).Wang C, Luo D. The metabolic adaptation mechanism of metastatic organotropism. Exp Hematol Oncol. 2021;10(1):30. https://doi.org/10.1186/s40164-021-00223-4.Wang C, Luo D. The metabolic adaptation mechanism of metastatic organotropism. Exp Hematol Oncol. 2021;10(1):30. https://doi.org/10.1186/s40164-021-00223-4.Jelic MD, Mandic AD, Maricic SM, Srdjenovic BU. Oxidative stress and its role in cancer. J Cancer Res Therap. 2021;17(1):22–28. https://doi.org/10.4103/jcrt.JCRT_862_16.Jelic MD, Mandic AD, Maricic SM, Srdjenovic BU. Oxidative stress and its role in cancer. J Cancer Res Therap. 2021;17(1):22–28. https://doi.org/10.4103/jcrt.JCRT_862_16.Liu Q, Zhang H, Jiang X et al. Factors involved in cancer metastasis: a better understanding to “seed and soil” hypothesis. Mol Cancer. 2017;16(1):176. https://doi.org/10.1186/s12943-017-0742-4.Liu Q, Zhang H, Jiang X et al. Factors involved in cancer metastasis: a better understanding to “seed and soil” hypothesis. Mol Cancer. 2017;16(1):176. https://doi.org/10.1186/s12943-017-0742-4., Додохова М.А., Котиева И.М., Сафроненко А.В. с соавт. Гибридные оловоорганические соединения – модуляторы апоптотических процессов в печени при однократном и многократном введении крысам линии Wistar. Уральский медицинский журнал. 2021;20(4):18–23. https://doi.org/10.52420/2071-5943-2021-20-4-18-23., Dodokhova MA, Kotieva IM, Safronenko AV et al. Hybrid organotin compounds – modulators of apoptotic processes in the liver when administered once and repeatedly to Wistar rats. Ural Medical Journal. 2021;20(4):18–23. (In Russ.). https://doi.org/10.52420/2071-5943-2021-20-4-18-23.Basnet H, Tian L, Ganesh K et al. Flura-seq identifies organ-specific metabolic adaptations during early metastatic colonization. Elife. 2019;8:e43627. https://doi.org/10.7554/eLife.43627.Basnet H, Tian L, Ganesh K et al. Flura-seq identifies organ-specific metabolic adaptations during early metastatic colonization. Elife. 2019;8:e43627. https://doi.org/10.7554/eLife.43627.Голубев А.Г. Общие принципы взаимоотношений живых организмов с экосистемой и злокачественных клеток с живым организмом. Биосфера. 2022;14(2):61–74.Golubev AG. General principles of the relationship of living organisms with the ecosystem and malignant cells with a living organism. Biosphere. 2022;14(2):61–74. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.