vavilovВавиловский журнал генетики и селекцииVavilov Journal of Genetics and Breeding2500-3259Institute of Cytology and Genetics of Siberian Branch of the RAS10.18699/VJ16.161vavilov-820Research ArticleКлеточная биология. ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕCell biology. ORIGINAL ARTICLEРежим однократной инъекции препарата двуцепочечной ДНК после каждой инъекции циклофосфана, приводящий к эрадикации первичного асцита Кребс-2Eradication of Krebs-2 primary ascites via a single-injection regimen of cyclophosphamide and double-stranded DNAПоттерЕ. А.PotterE. A.

Новосибирск, Россия

Novosibirsk, Russia

ДолговаЕ. В.DolgovaE. V.

Новосибирск, Россия

Novosibirsk, Russia

МинкевичА. М.MinkevichA. M.

Новосибирск, Россия

Novosibirsk, Russia

НиколинВ. П.NikolinV. P.

Новосибирск, Россия

Novosibirsk, Russia

ПоповаН. А.PopovaN. A.

Новосибирск, Россия

Novosibirsk, Russia

ЕфремовЯ. Р.EfremovYa. R.

Новосибирск, Россия

Novosibirsk, Russia

БайбородинС. И.BaiborodinS. I.

Новосибирск, Россия

Novosibirsk, Russia

РогачевВ. А.RogachevV. A.

Новосибирск, Россия

Novosibirsk, Russia

ПроскуринаА. С.ProskurinaA. S.

Новосибирск, Россия

Novosibirsk, Russia

ТарановО. С.TaranovO. S.

р. п. Кольцово, Новосибирская область, Россия

Koltsovo, Novosibirsk region, Russia

ВерещагинЕ. И.VereschaginE. I.

Новосибирск, Россия

Novosibirsk, Russia

ОстанинА. А.OstaninA. A.

Новосибирск, Россия

Novosibirsk, Russia

ЧерныхЕ. Р.ChernykhE. R.

Новосибирск, Россия

Novosibirsk, Russia

КолчановН. А.KolchanovN. A.

Новосибирск, Россия

Novosibirsk, Russia

БогачевС. С.BogachevS. S.

Новосибирск, Россия

Novosibirsk, Russia

labmolbiol@mail.ruФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук»РоссияInstitute of Cytology and Genetics SB RASRussian FederationФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук» Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет»РоссияInstitute of Cytology and Genetics SB RAS Novosibirsk State UniversityRussian FederationФедеральное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»РоссияThe State Research Center of Virology and Biotechnology “Vector”Russian FederationГосударственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФРоссияNovosibirsk State Medical AcademyRussian FederationФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии»РоссияScientific Research Institute of Clinical Immunology, SB RAMSRussian Federation201631122016205716722Copyright © Поттер Е.А., Долгова Е.В., Минкевич А.М., Николин В.П., Попова Н.А., Ефремов Я.Р., Байбородин С.И., Рогачев В.А., Проскурина А.С., Таранов О.С., Верещагин Е.И., Останин А.А., Черных Е.Р., Колчанов Н.А., Богачев С.С., 20162016Поттер Е.А., Долгова Е.В., Минкевич А.М., Николин В.П., Попова Н.А., Ефремов Я.Р., Байбородин С.И., Рогачев В.А., Проскурина А.С., Таранов О.С., Верещагин Е.И., Останин А.А., Черных Е.Р., Колчанов Н.А., Богачев С.С.Potter E.A., Dolgova E.V., Minkevich A.M., Nikolin V.P., Popova N.A., Efremov Y.R., Baiborodin S.I., Rogachev V.A., Proskurina A.S., Taranov O.S., Vereschagin E.I., Ostanin A.A., Chernykh E.R., Kolchanov N.A., Bogachev S.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/820

В наших предыдущих работах был разработан режим элиминации первичного асцита на модели мышиной опухоли Кребс-2. В основе режима лежат многократные инъекции препаратов двуцепочечной ДНК, приходящиеся как на фазу NER, так и на фазу гомологической рекомбинации процесса репарации межцепочечных сшивок после обработки животных циклофосфаном. Развивающийся вторичный асцит у обработанных таким образом животных свидетельствовал о том, что при такой обработке стволовые инициирующие раковые клетки не полностью элиминируются и впоследствии дают рецидив заболевания. Характерный симптомокомплекс системной воспалительной реакции предполагал токсическое воздействие многократных инъекций препарата ДНК. На основании этих фактов был разработан технологически простой режим синергичного действия цитостатика циклофосфана и препарата двуцепочечной ДНК, позволяющий полностью элиминировать первичный развитый асцит опухоли Кребс-2, со снижением уровня токсического воздействия на экспериментальных животных. В отличие от обсуждавшегося ранее режима, в настоящей разработке многократные инъекции препаратов двуцепочечной ДНК сведены к одной инъекции в точку демаркации фаз репарации NER и гомологической рекомбинации в каждом репаративном цикле. В результате такой обработки также удалось достичь 8-суточной ремиссии асцита Кребс-2 у всех животных в группе, что было показано при режиме многократных инъекций препаратов двуцепочечной ДНК. Средняя продолжительность жизни экспериментальных животных при однократных инъекциях увеличилась, что свидетельствует об уменьшении токсического воздействия терапии на животных.

Previously, we reported on the development of a therapeutic regimen allowing eradication of primary murine Krebs-2 ascites transplants. This protocol involved multiple injections of dsDNA preparations administered during the NER and HR phases of repair of interstrand DNA cross-links induced by prior cyclophosphamide treatments. Mice treated under this protocol frequently developed secondary ascites, which indicated that some tumor-inducing cancer stem cells could survive the treatment and caused relapse. Further, we observed that animals receiving multiple dsDNA injections developed pronounced systemic inflammatory response. This prompted us to develop a more straightforward treatment regimen based on the synergistic activity of cyclophosphamide and dsDNA preparations, which would allow complete eradication of established primary Krebs-2 ascites and also be less toxic for the treated animals. This protocol relies on a precisely timed single injection of dsDNA during the NER/HR transition period of each repair cycle. Under this protocol, 8-day remission of Krebs-2 engrafted mice was achieved, which was similar to the results of the multiple-injection treatment schedule. We observed an increase in the average life span of Krebs-2- transplanted mice on a single-injection regimen, which was consistent with reduced toxicity of such treatment.

двуцепочечная ДНКциклофосфанасцит Кребс-2стволовые инициирующие раковые клеткирепарацияремиссияNERгомологичная рекомбинациясистемная воспалительная реакцияполиорганная недостаточностьdouble-stranded DNAcyclophosphamideKrebs-2 ascitestumor-initiating cancer stem cellsrepairremissionNERhomologous recombinationsystemic inflammatory reactionmultiple organ failureReferencesAlyamkina E.A., Dolgova E.V., Likhacheva A.S., Rogachev V.A., Sebeleva T.E., Nikolin V.P., Popova N.A., Orishchenko K.E., Strunkin D.N., Chernykh E.R., Zagrebelniy S.N., Bogachev S.S., Shurdov M.A. Combined therapy with cyclophosphamide and DNA preparation inhibits the tumor growth in mice. Genet Vaccines Ther. 2009;7(1):12. DOI 10.1186/1479-0556-7-12.Alyamkina E.A., Dolgova E.V., Likhacheva A.S., Rogachev V.A., Sebeleva T.E., Nikolin V.P., Popova N.A., Orishchenko K.E., Strunkin D.N., Chernykh E.R., Zagrebelniy S.N., Bogachev S.S., Shurdov M.A. Combined therapy with cyclophosphamide and DNA preparation inhibits the tumor growth in mice. Genet Vaccines Ther. 2009;7(1):12. DOI 10.1186/1479-0556-7-12.Alyamkina E.A., Dolgova E.V., Likhacheva A.S., Rogachev V.A., Sebeleva T.E., Nikolin V.P., Popova N.A., Kiseleva E.V., Orishchenko K.E., Sakhno L.V., Gel’fgat E.L., Ostanin A.A., Chernykh E.R., Zagrebelniy S.N., Bogachev S.S., Shurdov M.A. Exogenous allogenic fragmented double-stranded DNA is internalized into human dendritic cells and enhances their allostimulatory activity. Cell. Immunol. 2010a;262(2):120-126.Alyamkina E.A., Dolgova E.V., Likhacheva A.S., Rogachev V.A., Sebeleva T.E., Nikolin V.P., Popova N.A., Kiseleva E.V., Orishchenko K.E., Sakhno L.V., Gel’fgat E.L., Ostanin A.A., Chernykh E.R., Zagrebelniy S.N., Bogachev S.S., Shurdov M.A. Exogenous allogenic fragmented double-stranded DNA is internalized into human dendritic cells and enhances their allostimulatory activity. Cell. Immunol. 2010a;262(2):120-126.Alyamkina E.A., Leplina O.Y., Sakhno L.V., Chernykh E.R., Ostanin A.A., Efremov Y.R., Shilov A.G., Proskurina A.S., Orishchenko K.E., Dolgova E.V., Rogachev V.A., Nikolin V.P., Popova N.A., Zagrebelniy S.N., Bogachev S.S., Shurdov M.A. Effect of doublestranded DNA on maturation of dendritic cells in vitro. Cell. Immunol. 2010b;266(1):46-51.Alyamkina E.A., Leplina O.Y., Sakhno L.V., Chernykh E.R., Ostanin A.A., Efremov Y.R., Shilov A.G., Proskurina A.S., Orishchenko K.E., Dolgova E.V., Rogachev V.A., Nikolin V.P., Popova N.A., Zagrebelniy S.N., Bogachev S.S., Shurdov M.A. Effect of doublestranded DNA on maturation of dendritic cells in vitro. Cell. Immunol. 2010b;266(1):46-51.Alyamkina E.A., Nikolin V.P., Popova N.A., Dolgova E.V., Proskurina A.S., Orishchenko K.E., Efremov Y.R., Chernykh E.R., Ostanin A.A., Sidorov S.V., Ponomarenko D.M., Zagrebelniy S.N., Bogachev S.S., Shurdov M.A. A strategy of tumor treatment in mice with doxorubicin- cyclophosphamide combination based on dendritic cell activation by human double- stranded DNA preparation. Genet. Vaccines Ther. 2010c;8:7. DOI 10.1186/1479-0556-8-7.Alyamkina E.A., Nikolin V.P., Popova N.A., Dolgova E.V., Proskurina A.S., Orishchenko K.E., Efremov Y.R., Chernykh E.R., Ostanin A.A., Sidorov S.V., Ponomarenko D.M., Zagrebelniy S.N., Bogachev S.S., Shurdov M.A. A strategy of tumor treatment in mice with doxorubicin- cyclophosphamide combination based on dendritic cell activation by human double- stranded DNA preparation. Genet. Vaccines Ther. 2010c;8:7. DOI 10.1186/1479-0556-8-7.Alyamkina E.A., Nikolin V.P., Popova N.A., Minkevich A.M., Kozel A.V., Dolgova E.V., Efremov Y.R., Bayborodin S.I., Andrushkevich O.M., Taranov O.S., Omigov V.V., Rogachev V.A., Proskurina A.S., Vereschagin E.I., Kiseleva E.V., Zhukova M.V., Ostanin A.A., Chernykh E.R., Bogachev S.S., Shurdov M.A. Combination of cyclophosphamide and double-stranded DNA demonstrates synergistic toxicity against established xenografts. Cancer Cell Int. 2015;15:32. DOI 10.1186/s12935-015-0180-6.Alyamkina E.A., Nikolin V.P., Popova N.A., Minkevich A.M., Kozel A.V., Dolgova E.V., Efremov Y.R., Bayborodin S.I., Andrushkevich O.M., Taranov O.S., Omigov V.V., Rogachev V.A., Proskurina A.S., Vereschagin E.I., Kiseleva E.V., Zhukova M.V., Ostanin A.A., Chernykh E.R., Bogachev S.S., Shurdov M.A. Combination of cyclophosphamide and double-stranded DNA demonstrates synergistic toxicity against established xenografts. Cancer Cell Int. 2015;15:32. DOI 10.1186/s12935-015-0180-6.Dolgova E.V., Alyamkina E.A., Efremov Y.R., Nikolin V.P., Popova N.A., Tyrinova T.V., Kozel A.V., Minkevich A.M., Andrushkevich O.M., Zavyalov E.L., Romaschenko A.V., Bayborodin S.I., Taranov O.S., Omigov V.V., Shevela E.Y., Stupak V.V., Mishinov S.V., Rogachev V.A., Proskurina A.S., Mayorov V.I., Shurdov M.A., Ostanin A.A., Chernykh E.R., Bogachev S.S. Identification of cancer stem cells and a strategy for their elimination. Cancer Biol. Ther. 2014;15(10):1378- 1394. DOI 10.4161/cbt.29854.Dolgova E.V., Alyamkina E.A., Efremov Y.R., Nikolin V.P., Popova N.A., Tyrinova T.V., Kozel A.V., Minkevich A.M., Andrushkevich O.M., Zavyalov E.L., Romaschenko A.V., Bayborodin S.I., Taranov O.S., Omigov V.V., Shevela E.Y., Stupak V.V., Mishinov S.V., Rogachev V.A., Proskurina A.S., Mayorov V.I., Shurdov M.A., Ostanin A.A., Chernykh E.R., Bogachev S.S. Identification of cancer stem cells and a strategy for their elimination. Cancer Biol. Ther. 2014;15(10):1378- 1394. DOI 10.4161/cbt.29854.Dolgova E.V., Rogachev V.A, Nikolin V.P., Popova N.A., Likhacheva A.S., Alyamkina E.A., Sebeleva T.E., Chernykh Е.R., Gelfgat E.L., Bogachev S.S., Shurdov M.A. The leukocyte- stimulating action of protamine-protected exogenous DNA in -myelosuppression induced in mice by cyclophosphane. Voprosy onkologii = Problems in Oncology. 2009;55(6):761-764. (in Russian)Dolgova E.V., Rogachev V.A, Nikolin V.P., Popova N.A., Likhacheva A.S., Alyamkina E.A., Sebeleva T.E., Chernykh Е.R., Gelfgat E.L., Bogachev S.S., Shurdov M.A. The leukocyte- stimulating action of protamine-protected exogenous DNA in -myelosuppression induced in mice by cyclophosphane. Voprosy onkologii = Problems in Oncology. 2009;55(6):761-764. (in Russian)Peshkova I.V., Bogachev S.S., Drobyazgin E.A., Chikinev Y.V., Mitrofanov I.M., Piontkovskaya K.A., Vereschagin E.I. Effect of glutamine on the nucleic acids exchange during the perioperative period in reconstructive esophagus surgery. J. Nutr. Health Food Eng. 2015;2(4):00058. DOI 10.15406/jnhfe.2015.02.00058.Peshkova I.V., Bogachev S.S., Drobyazgin E.A., Chikinev Y.V., Mitrofanov I.M., Piontkovskaya K.A., Vereschagin E.I. Effect of glutamine on the nucleic acids exchange during the perioperative period in reconstructive esophagus surgery. J. Nutr. Health Food Eng. 2015;2(4):00058. DOI 10.15406/jnhfe.2015.02.00058.Potter Е.А., Dolgova Е.V., Minkevich А.М., Efremov Y.R., Taranov О.S., Omigov V.V., Nikolin V.P., Popova N.A., Proskurina А.S., Vereschagin Е.I., Kozel А.V., Rogachev V.А., Petrov D.B., Ostanin А.А., Chernykh Е.R., Kolchanov N.А., Bogachev S.S. Therapeutic effects of cyclophosphamide, dsDNA preparations and their combinations against Krebs-2 ascites cancer cells and various cancer transplants. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2016a;20(1):96-107. DOI 10.18699/VJ15.116. (in Russian)Potter Е.А., Dolgova Е.V., Minkevich А.М., Efremov Y.R., Taranov О.S., Omigov V.V., Nikolin V.P., Popova N.A., Proskurina А.S., Vereschagin Е.I., Kozel А.V., Rogachev V.А., Petrov D.B., Ostanin А.А., Chernykh Е.R., Kolchanov N.А., Bogachev S.S. Therapeutic effects of cyclophosphamide, dsDNA preparations and their combinations against Krebs-2 ascites cancer cells and various cancer transplants. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2016a;20(1):96-107. DOI 10.18699/VJ15.116. (in Russian)Potter Е.А., Dolgova Е.V., Minkevich А.М., Nikolin V.P., Popova N.A., Efremov Y.R., Baiborodin S.I., Rogachev V.А., Proskurina А.S., Kozel А.V., Taranov О.S., Omigov V.V., Vereschagin Е.I., Petrov D.B., Ostanin А.А., Chernykh Е.R., Kolchanov N.А., Bogachev S.S. Analysis of different therapeutic schemes combining cyclophosphamide and double-stranded DNA preparations for eradication of Krebs-2 primary ascites in mice. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2016b;20(1):108-124. DOI 10.18699/VJ15.117. (in Russian)Potter Е.А., Dolgova Е.V., Minkevich А.М., Nikolin V.P., Popova N.A., Efremov Y.R., Baiborodin S.I., Rogachev V.А., Proskurina А.S., Kozel А.V., Taranov О.S., Omigov V.V., Vereschagin Е.I., Petrov D.B., Ostanin А.А., Chernykh Е.R., Kolchanov N.А., Bogachev S.S. Analysis of different therapeutic schemes combining cyclophosphamide and double-stranded DNA preparations for eradication of Krebs-2 primary ascites in mice. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2016b;20(1):108-124. DOI 10.18699/VJ15.117. (in Russian)Scharovsky O.G., Mainetti L.E., Rozados V.R. Metronomic chemotherapy: changing the paradigm that more is better. Curr. Oncol. 2009; 16(2):7-15.Scharovsky O.G., Mainetti L.E., Rozados V.R. Metronomic chemotherapy: changing the paradigm that more is better. Curr. Oncol. 2009; 16(2):7-15.

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