Разработка регламента терапевтического режима, основанного на синергичном действии циклофосфана и препаратов двуцепочечной ДНК, приводящего к полному вылечиванию экспериментальных животных от асцитной формы опухоли мыши Кребс-2

Совокупность всех данных, полученных в работах настоящего цикла исследований, определила основную логику создания нового сложнокомпозиционного препарата на основе двуцепочечной ДНК, применение которого в рамках нового терапевтического режима привело к полному вылечиванию мышей от асцита Кребс-2. Рассматривается предполагаемый механизм разрушения туморогенного начала опухоли Кребс-2, который заключается в элиминации из опухоли TAMRA+ стволовых инициирующих раковых клеток (СИРК). Проведен анализ изменения количества СИРК Кребс-2 в нативном асците и асците после обработки цитостатиком циклофосфаном (ЦФ). В нативном асците количество СИРК осциллирует на определенном уровне. После обработки циклофосфаном их количество относительно оставшихся после масштабного апоптоза коммитированных раковых клеток увеличивается по сравнению с исходным, что предполагает пониженную чувствительность СИРК к действию циклофосфана. Тем не менее произошедшая в результате проведенных обработок синхронизация СИРК в чувствительной фазе клеточного цикла делает их доступными для действия терапевтических агентов. Охарактеризован режим синергичного воздействия циклофосфана и препарата ДНК на развивающуюся асцитную опухоль Кребс-2, приводящего к полному вылечиванию 50 % экспериментальных животных. Этот режим включает трехкратные инъекции цитостатика циклофосфана в конечные точки каждого из трех последовательных репаративных циклов, дополненные инъекциями препарата двуцепочечной ДНК через 18 ч после каждой инъекции циклофосфана, и финальную обработку цитостатиком и препаратом ДНК в момент синхронизации клеток асцита в чувствительной фазе клеточного цикла после первичных обработок. Первые три инъекции «ЦФ + ДНК» необходимы для ареста всех асцитных клеток Кребс-2 в поздней S-G2-M-фазе и их синхронного выхода в G1-S-фазе следующего клеточного цикла. Момент такого синхронного выхода определен как принципиальная временная  точка финальной обработки препаратами, приводящей к эрадикации туморогенного начала рака Кребс-2. Дополнительно оцениваются некоторые биохимические, клеточные и патоморфологические параметры состояния экспериментальных животных в различных фазах лечения.

1. 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.

2. Deleyrolle L.P., Ericksson G., Morrison B.J., Lopez J.A., Burrage K., Burrage P., Vescovi A., Rietze R.L., Reynolds B.A. Determination of somatic and cancer stem cell self-renewing symmetric division rate using sphere assays. PLoS One. 2011;6(1):e15844. DOI 10.1371/journal.pone.0015844.

3. 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.

4. Dolgova E.V., Likhacheva A.S., Orischenko K.E., Alyamkina E.A., Bogachev S.S., Shurdov M.A. Repair of interstrand crosslinks in a DNA molecule. Informatsionnyy vestnik VOGiS = The Herald of Vavilov Society for Geneticists and Breeders. 2010;14(2):332-356. (in Russian)

5. Dolgova E.V., Potter E.A., Proskurina A.S., Minkevich A.M., Chernych E.R., Ostanin A.A., Efremov Y.R., Nikolin V.P., Popova N.A., Kolchanov N.A., Bogachev S.S. Properties of internalization factors contributing to the uptake of extracellular DNA into tumor-initiating stem cells of mouse Krebs-2 cell line. Stem Cell Res. Ther. 2016;7(1):76. DOI 10.1186/s13287-016-0338-8.

6. Gómez-López S., Lerner R.G., Petritsch C. Asymmetric cell division of stem and progenitor cells during homeostasis and cancer. Cell. Mol. Life Sci. 2014;71:575-597. DOI 10.1007/s00018-013-1386-1.

7. Lathia J.D., Hitomi M., Gallagher J., Gadani S.P., Adkins J., Vasanji A., Liu L., Eyler C.E., Heddleston J.M., Wu Q., Minhas S., Soeda A., Hoeppner D.J., Ravin R., McKay R.D., McLendon R.E., Corbeil D., Chenn A., Hjelmeland A.B., Park D.M., Rich J.N. Distribution of CD133 reveals glioma stem cells self-renew through symmetric and asymmetric cell divisions. Cell Death Disease. 2011;2(9). DOI 10.1038/cddis.2011.80.

8. 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. 2015;2(4). DOI 10.15406/jnhfe.2015.02.00058.

9. Pine S.R., Liu W. Asymmetric cell division and template DNA cosegregation in cancer stem cells. Front Oncol. 2014;4(226). DOI 10.3389/fonc.2014.00226.

10. 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)

11. 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)

12. Potter E.A., Dolgova E.V., Minkevich A.M., Nikolin V.P., Popova N.A., Efremov Ya.R., Baiborodin S.I., Rogachev V.A., Proskurina A.S., Kozel A.V., Taranov O.S., Omigov V.V., Vereschagin E.I., Ostanin А.А., Chernykh Е.R., Kolchanov N.А., Bogachev S.S. Eradication of Krebs-2 primary ascites via a single-injection regimen of double-stranded DNA after each cyclophosphamide injection. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2016с;20(5):716-722. DOI 10.18699/VJ16.161. (in Russian)

13. Potter E.A., Dolgova E.V., Proskurina A.S., Minkevich A.M., Efremov Ya.R., Taranov O.S., Omigov V.V., Nikolin V.P., Popova N.A., Bayborodin S.I., Ostanin A.A., Chernykh E.R., Kolchanov N.A., Shurdov M.A., Bogachev S.S. A strategy to eradicate well-developed Krebs- 2 ascites in mice. Oncotarget. 2016;7(10):11580-11594. DOI 10.18632/oncotarget.7311.