Підсилення нораргініном протипухлинної дії інгібіторів ферментів синтезу поліамінів in vivo
Поліаміни (ПА) є визначальними чинниками для численних ланок сигнальної трансдукції, відповідальних за проліферацію, диференціацію та програмо - вану смерть клітин. Метаболізм аргініну і ПА в клітинах взаємопов’язаний, оскільки синтез останніх залежить від ресурсу орнітину, як харчового по -...
Saved in:
| Published in: | Онкологія |
|---|---|
| Date: | 2017 |
| Main Authors: | , , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України
2017
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/145292 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Підсилення нораргініном протипухлинної дії інгібіторів ферментів синтезу поліамінів in vivo / С.П.Залєток, С.В. Гоголь, О.О. Кленов, Г.Б. Артамонова, Ю.В. Яніш, В.В. Бентрад, О.В. Карнаушенко, М.А. Книрік // Онкологія. — 2017. — Т. 19, № 1. — С. 17-24. — Бібліогр.: 31 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859705553978130432 |
|---|---|
| author | Залєток, С.П. Гоголь, С.В. Кленов, О.О. Артамонова, Г.Б. Яніш, Ю.В Бентрад, В.В. Карнаушенко, О.В. Книрік, М.А. |
| author_facet | Залєток, С.П. Гоголь, С.В. Кленов, О.О. Артамонова, Г.Б. Яніш, Ю.В Бентрад, В.В. Карнаушенко, О.В. Книрік, М.А. |
| citation_txt | Підсилення нораргініном протипухлинної дії інгібіторів ферментів синтезу поліамінів in vivo / С.П.Залєток, С.В. Гоголь, О.О. Кленов, Г.Б. Артамонова, Ю.В. Яніш, В.В. Бентрад, О.В. Карнаушенко, М.А. Книрік // Онкологія. — 2017. — Т. 19, № 1. — С. 17-24. — Бібліогр.: 31 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Онкологія |
| description | Поліаміни (ПА) є визначальними чинниками для численних ланок сигнальної
трансдукції, відповідальних за проліферацію, диференціацію та програмо
-
вану смерть клітин. Метаболізм аргініну і ПА в клітинах взаємопов’язаний,
оскільки синтез останніх залежить від ресурсу орнітину, як харчового по
-
ходження, так і синтезованого з аргініну за участю аргінази. За відсут
-
ності оптимальних концентрацій ПА проліферація та ріст клітин не від
-
буваються. Аргінін є субстратом і для синтаз оксиду азоту, які також
залучені у контроль клітинної проліферації. Це свідчить, що метаболічні
шляхи ПА і аргініну можуть бути перспективною мішенню для протипух
-
линного впливу.
Мета:
дослідити вплив інгібіторів аргінази та фермен
-
тів синтезу ПА на ріст перещеплених пухлин у експериментальних тва
-
рин та вивчити можливі механізми протипухлинної дії інгібіторів.
Об’єкт
і методи:
карцинома легені Льюїс та асцитна форма карциноми Ерліха;
використано методи експериментальної онкології, вестерн-блотинг, біо
-
хімічні і статистичні методи.
Результати:
показано, що включення в схе
-
ми лікування спільно з інгібіторами синтезу ПА (α-дифторметилорнітин
і метилгліоксаль(біс)гуанілгідразон) інгібітора аргінази (нораргініну) спри
-
яло гальмуванню розвитку карциноми Ерліха та інгібуванню росту і мета
-
стазування карциноми легені Льюїс в експериментальних тварин. Пригні
-
чення росту пухлин супроводжувалося зниженням вмісту ПА, змінами ак
-
тивності аргінази та підвищенням експресії індуцибельної синтази окcиду
азоту (iNOS) і рівня оксидів азоту (NO) у пухлинних клітинах.
Висновок:
підвищення
протипухлинного ефекту при комбінованому застосуванні ін
-
гібіторів аргінази і ферментів синтезу ПА може бути зумовлене збільшен
-
ням експресії iNOS та зростанням рівня NO у пухлинних клітинах.
The polyamines are the determining factors for
multiple links of the signal transduction pathway responsi
-
ble for cell proliferation, differentiation and programmed
cell death. The metabolism of arginine and polyamines
in the cells are interconnected, since the latter depends
on the synthesis of ornithine resource as of foodborne and
synthesized from arginine with the participation of argi
-
nase. In the absence of optimal concentrations of poly
-
amines proliferation and growth of cells does not occur.
Arginine is a substrate for nitric oxide synthase, which is
also involved in the control of cell proliferation. This in
-
dicates that the metabolic pathways of arginine and poly
-
amines may be a promising target for anticancer therapy.
Objective:
to investigate the effect of arginase and poly
-
amine synthesis inhibitors on growth of transplanted tu
-
mors in experimental animals and explore the possible
mechanisms of antitumor effect of inhibitors.
Subjects and
methods:
Lewis lung carcinoma and Ehrlich carcinoma;
methods of experimental oncology, biochemistry, Western
blot analysis and statistical methods were used.
Results:
it is shown that the inclusion in treatment of arginase in
-
hibitor (norarginine) together with polyamine synthesis
inhibitors (α-DFMO and MGBG) leads to increased in
-
hibition of growth of Ehr
lich carcinoma and growth and
metastasis of Lewis lung carcinoma in experimental ani
-
mals. Inhibition of tumor growth was associated with de
-
creased content of polyamines, changes of arginase activ
-
ity, increased expression of iNOS and NO level in tumor
cells.
Conclusions:
the increase of anti-tumor effect of the
combined action of inhibitors of polyamines synthesis and
arginase may be due to increase of iNOS expression and
the increment of NO level in tumor cells.
|
| first_indexed | 2025-12-01T02:19:42Z |
| format | Article |
| fulltext |
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
17ОНКОЛОГИЯ • Т. 19 • № 1 • 2017 17
ВСТУП
Результати, описані в численних публікаці-
ях, та отримані нами дані свідчать, що поліаміни
(ПА) — спермідин і спермін — необхідні для рос-
ту і проліферації клітин [1–3]. Для пухлинних клі-
тин характерним є підвищення рівня ПА, головним
чином внаслідок активації ферментів їх синтезу —
орнітиндекарбоксилази (ОДК) та S-аденозил-L-
метіоніндекарбоксилази (S-АМДК). ПА у високих
концентраціях підвищують здатність пухлинних клі-
тин до росту, інвазії і метастазування та знижують
протипухлинну імунну відповідь [1–4]. Згідно з су-
часними уявленнями, для синтезу ПА у клітинах,
окрім орнітину, що надходить в організм із харчо-
вими продуктами, також може бути використаний
L-аргінін. При дії на L-аргінін аргінази утворюються
L-орнітин і сечовина, а з L-орнітину за участю ОДК
синтезується путресцин, який в подальшому вико-
ристовується для біосинтезу спермідину і сперміну.
Для синтезу останніх необхідні також метіонін і аде-
нозинтрифосфат. Метіонін, перш ніж бути викорис-
таним для синтезу спермідину і сперміну, взаємодіє
з аденозинтрифосфатом, утворюючи S-аденозил-L-
метіонін (S-АМ), декарбоксилювання S-АМ ката-
лізується ферментом S-АМДК. Декарбоксильова-
ний S-АМ забезпечує амінопропіловими групами
біосинтез спермідину і сперміну, що здійснюєть-
ся двома синтазами: спермідинсинтазою і спермін-
синтазою. Спермідинсинтаза каталізує утворення
спермідину шляхом приєднання до путресцину од-
нієї амінопропілової групи. Спермінсинтаза додає
іншу таку саму групу до спермідину, внаслідок чого
утворюється спермін [3].
Відомо, що в клітинах L-аргінін за участю син-
таз азоту метаболізується в L-цитрулін і оксиди азоту
(NO). У багатьох роботах показана важлива роль NO
для розвитку злоякісного процесу, хоча його значен-
ня в біології пухлин повністю не з’ясоване. Повідом-
лялося, що NO у низьких концентраціях стимулює
ріст і проліферацію пухлинних клітин та підвищує
їх метастатичну активність, тоді як у високих, на-
впаки, може пригнічувати ріст пухлин та індукува-
ти апоптоз [5–7]. Це свідчить, що цитостатична дія
NO залежить від його концентрації. Є дані про те,
що NO бере участь у деяких етапах канцерогене-
зу, регулюючи механізми репарації ДНК та процес
апоптозу. NO залучені також у розвиток запалення
та імунних реакцій. Показано, що пухлини модифі-
ПІДСИЛЕННЯ НОРАРГІНІНОМ
ПРОТИПУХЛИННОЇ ДІЇ
ІНГІБІТОРІВ ФЕРМЕНТІВ
СИНТЕЗУ ПОЛІАМІНІВ IN VIVO
Поліаміни (ПА) є визначальними чинниками для численних ланок сигнальної
трансдукції, відповідальних за проліферацію, диференціацію та програмо-
вану смерть клітин. Метаболізм аргініну і ПА в клітинах взаємопов’язаний,
оскільки синтез останніх залежить від ресурсу орнітину, як харчового по-
ходження, так і синтезованого з аргініну за участю аргінази. За відсут-
ності оптимальних концентрацій ПА проліферація та ріст клітин не від-
буваються. Аргінін є субстратом і для синтаз оксиду азоту, які також
залучені у контроль клітинної проліферації. Це свідчить, що метаболічні
шляхи ПА і аргініну можуть бути перспективною мішенню для протипух-
линного впливу. Мета: дослідити вплив інгібіторів аргінази та фермен-
тів синтезу ПА на ріст перещеплених пухлин у експериментальних тва-
рин та вивчити можливі механізми протипухлинної дії інгібіторів. Об’єкт
і методи: карцинома легені Льюїс та асцитна форма карциноми Ерліха;
використано методи експериментальної онкології, вестерн-блотинг, біо-
хімічні і статистичні методи. Результати: показано, що включення в схе-
ми лікування спільно з інгібіторами синтезу ПА (α-дифторметилорнітин
і метилгліоксаль(біс)гуанілгідразон) інгібітора аргінази (нораргініну) спри-
яло гальмуванню розвитку карциноми Ерліха та інгібуванню росту і мета-
стазування карциноми легені Льюїс в експериментальних тварин. Пригні-
чення росту пухлин супроводжувалося зниженням вмісту ПА, змінами ак-
тивності аргінази та підвищенням експресії індуцибельної синтази окcиду
азоту (iNOS) і рівня оксидів азоту (NO) у пухлинних клітинах. Висновок:
підвищення протипухлинного ефекту при комбінованому застосуванні ін-
гібіторів аргінази і ферментів синтезу ПА може бути зумовлене збільшен-
ням експресії iNOS та зростанням рівня NO у пухлинних клітинах.
С.П. Залєток
С.В. Гоголь
О.О. Кленов
Г.Б. Артамонова
Ю.В. Яніш
В.В. Бентрад
О.В. Карнаушенко
М.А. Книрік
Інститут експериментальної
патології, онкології
і радіобіології
ім. Р.Є. Кавецького
НАН України, Київ, Україна
Ключові слова: карцинома
Ерліха, карцинома легені
Льюїс, протипухлинний ефект,
інгібітори аргінази і синтезу
поліамінів, індуцибельна
синтаза оксиду азоту, оксид
азоту.
ОНКОЛОГИЯ • Т. 19 • № 1 • 2017
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
18
кують імунну відповідь та васкуляризацію за участю
NO [8–11]. Виявлено, що NO пригнічує шляхом ні-
трозилювання активність ОДК, ключового фермен-
ту синтезу ПА, та негативно регулює поглинання
клітинами ПА, зокрема путресцину [9].
Вищенаведене свідчить, що залучені у контроль
клітинної проліферації ПА і аргінін та їх пули в клі-
тині залежать від декількох метаболічних шляхів, зо-
крема аргінази, ОДК, синтаз NO та аргініндекарбок-
силази. За участю останньої з аргініну синтезується
агматин, який, на відміну від ПА, проявляє антипро-
ліферативні властивості [10]. Дисбаланс в шляхах пе-
ретворення аргініну в ПА, NO і агматин може суттє-
во впливати на проліферацію і ріст клітин.
Як протипухлинні препарати таргетної дії можуть
бути використані агенти, які впливають на метабо-
лізм ПА та аргініну. На сьогодні синтезовано та до-
ведено протипухлинні властивості різноманітних
аналогів ПА, а також інгібіторів ферментів їх син-
тезу і катаболізму. Випробування деяких із цих ре-
човин в онкологічних клініках США та інших кра-
їн показали обнадійливі результати [12–14]. Разом
з тим питання щодо широкого застосування інгібі-
торів/модуляторів метаболізму ПА у хворих онколо-
гічного профілю ще далеке від вирішення і потре-
бує подальшого детального вивчення.
Було показано, що введення інгібітора
N-гідрокси-нор-l-аргініну тваринам із перещепле-
ними пухлинами сприяє зниженню активності ар-
гінази та пригніченню росту пухлин [15]. З іншого
боку, є дослідження, в яких продемонстровано ін-
гібування росту пухлин за умов введення аргінази
та інших ферментів, що беруть участь у деградації
аргініну [16–21].
Необхідно зазначити, що пошук модуляторів/
інгібіторів аргінази та ферментів обміну ПА серед
природних та синтетичних речовин на сьогодні вва-
жається одним із перспективних шляхів створення
нових протипухлинних засобів. Багатообіцяючим,
на нашу думку, є і пошук нових схем протипухлин-
ного впливу на основі комбінованого застосуван-
ня інгібіторів метаболічних шляхів ПА і аргініну.
Але досліджень у такому аспекті проводилося мало.
Основними завданнями цієї роботи було дослі-
дити вплив інгібіторів ферментів синтезу ПА та ар-
гінази при окремому і поєднаному їх застосуван-
ні на розвиток у експериментальних тварин кар-
циноми Ерліха (КЕ) та карциноми легені Льюїс
(КЛЛ), вивчити вплив інгібіторів на активність ар-
гінази, експресію індуцибельної синтази окиду азо-
ту (iNOS), рівні NO у пухлинних клітинах та оціни-
ти можливий зв’язок між цими показниками і рос-
том пухлин.
ОБ’ЄКТ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
Дослідження проведено на мишах-самках лінії
С57Bl/6 і нелінійних мишах масою 20–25 г розведен-
ня віварію Інституту експериментальної патології,
онкології і радіобіології (ІЕПОР) ім. Р.Є. Кавецько-
го Національної академії наук (НАН) України. Усі
досліди з тваринами проводили, керуючись Міжна-
родними правилами роботи з експериментальними
тваринами [22]. У дослідженнях використано моделі
перещеплюваних пухлин — КЛЛ та асцитної форми
КЕ. Пухлинні штами були отримані з банку клітин-
них ліній та пухлинних штамів ІЕПОР ім. Р.Є. Ка-
вецького НАН України. КЕ перещеплювали нелі-
нійним мишам у черевну порожнину по 5•105 клі-
тин у 0,2 мл фізіологічного розчину хлориду натрію
(NaCl). КЛЛ перещеплювали мишам-самкам лінії
С57Bl/6 внутрішньом’язово по 5•105 клітин у 0,2 мл
фізіологічного розчину NaCl.
Як інгібітори метаболізму аргініну і ПА ви-
к о р и с т а н о н о р а р г і н і н ( N ω - hyd r ox y - n o r -
arginine, фірми «Cayman Chemical», США),
α-дифторметилорнітин (α-ДФМО, фірми «Sigma»,
CША) та метилгліоксаль(біс)гуанілгідразон (МГБГ,
фірми «Sigma», CША). α-ДФМО, МГБГ та нораргі-
нін вводили тваринам у черевну порожнину в 0,2 мл
фізіологічного розчину NaCl: α-ДФМО — у дозі
800 мг/кг/добу; МГБГ — по 10 мг/кг/добу; норар-
гінін — по 60 мг/кг маси тварин на добу. Тваринам
із КЛЛ препарати вводили 5 разів (на 7; 8; 11; 12-ту
та 13-ту добу після перещеплення пухлин); мишам
із КЕ — 7 разів, починаючи з наступної доби після
перещеплення пухлин. Мишам із перещепленими
пухлинами контрольних груп вводили по 0,2 мл фі-
зіологічного розчину NaCl.
Тварин із КЕ забивали під ефірним наркозом че-
рез добу після закінчення терапії. Пухлинні кліти-
ни вимивали з черевної порожнини фізіологічним
розчином NaCl та підраховували їх кількість у ка-
мері Горяєва. Тварин із КЛЛ забивали під ефірним
наркозом на 15-ту та 27-му добу пухлинного росту.
Пухлини видаляли, зважували та використовували
для подальших досліджень.
Визначення продукції NO пухлинними клітина-
ми проводили за методом [23]. Активність аргінази
визначали за модифікованим методом [24].
Для визначення експресії iNOS гель-електро-
форез білкових препаратів (клітинних екстра-
ктів пухлин), денатурованих за допомогою SDS,
проводили за модифікованою методикою Лемм-
лі [25]. Для роботи були використані акриламід
та метилен-біс-акриламід фірми «Anachem», США,
кумасі блакитний К-250 («Sigma», США), маркери
молекулярної маси — Molecular Weight Calibration
Kits — LMW (14 400–94 000) («Рharmaсіа»). Для
визначення рівня експресії iNOS застосова-
но вестерн-блот аналіз, який проводили за рані-
ше описаною методикою з деякими модифікаці-
ями [26]. Після електрофорезу здійснювали елек-
троперенесення білків із поліакриламідного гелю
на нітроцелюлозну мембрану Нybond Р («Аmersham
Pharmacia Biotech», Швеція) у наступній буферній
системі: 48 мМ трис; 39 мМ гліцин; 0,037% SDS;
20% метанол. Електроперенесення проводили про-
тягом 30 хв при силі струму 0,8 мА на 1 см2 нітроце-
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
19ОНКОЛОГИЯ • Т. 19 • № 1 • 2017 19
люлозної мембрани. Після чого мембрани поміща-
ли на 2 год при 22–24 °С у 5% розчин знежирено-
го сухого молока (у РВS) для блокування вільних
місць зв’язування. Далі мембрани 5 разів промива-
ли (по 5 хв) у 15–20 мл РВS з 0,05% Тween-20 і помі-
щали на 4 год при 37 °С у розчин моноклональних
антитіл (АТ) миші проти білка iNOS («Santa Cruz
Biotech.», СА, США) (концентрація АТ 0,2 мкг/мл).
Після цього мембрани 5 разів відмивали, як опи-
сано вище, і поміщали у розчин вторинних імуно-
глобулінів G кози проти АТ миші, кон’югованих
із пероксидазою хріну («Santa Cruz Biotech.», СА,
США). Реакція тривала 1,5 год. Після відмивання
мембрану інкубували 2 хв у системі детекції ЕСL
(«Santa Cruz Biotech.», СА, США) (0,125 мл кож-
ного реагента ЕСL на 1 см мембрани), потім при-
кладали до неї рентгенівську плівку («Фотон»,
Україна). Експозиція тривала 2–3 хв при кімнат-
ній температурі. Отримані дані вестерн-блотингу
були оброблені за допомогою комп’ютерної про-
грами TotalLab. Статистичну обробку результатів
проводили, використовуючи t-критерій Стьюден-
та. Дані представлені як M ± m. Достовірними вва-
жали розбіжності при p ≤ 0,05 [27].
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
Результати дослідження показали, що кожен
із досліджуваних інгібіторів при окремому застосу-
ванні пригнічує розвиток КЕ у мишей. Після 7-крат-
ного введення нораргініну, α-ДФМО і МГБГ галь-
мування росту пухлин становило 42; 38 і 46% відпо-
відно (рис. 1). Поєднане введення α-ДФМО і МГБГ
призводило до зростання гальмувального ефекту
до 61%. Найбільш сильне гальмування розвитку ас-
цитного раку Ерліха спостерігали при комбіновано-
му застосуванні інгібіторів аргінази, ОДК і S-АМДК
(α-ДФМО + МГБГ + нораргінін). Індекс гальмуван-
ня в цьому випадку становив 69% (див. рис. 1). Отри-
мані дані свідчать, що включення в схему лікування
інгібітора аргінази нораргініну підсилює протипух-
линний ефект α-ДФМО і МГБГ — інгібіторів клю-
чових ферментів синтезу ПА.
При вивченні дії досліджуваних інгібіторів
на ріст та метастазування КЛЛ виявлено, що вве-
дення їх тваринам призводило до гальмування рос-
ту первинних пухлин (рис. 2). На 15-ту та 27-му добу
розвитку маса пухлин у тварин, які отримували ін-
гібітори, була статистично достовірно меншою по-
рівняно з контрольними нелікованими тварина-
ми. Так, гальмування росту пухлин після введен-
ня нораргініну становило 24% (на 15-ту добу) і 35%
(на 27-му добу), α-ДФМО у поєднанні з нораргі-
ніном — 21% (на 15-ту добу) і 24% (на 27-му добу).
Після введення тваринам тільки α-ДФМО на 15-ту
добу розвитку статистично достовірного пригнічен-
ня росту КЛЛ не виявлено, але на 27-му добу маса
пухлин у тварин цієї групи була на 20% меншою по-
рівняно з контролем. Результати гальмування рос-
ту КЛЛ при застосуванні нораргініну узгоджуються
з даними, отриманими P.C. Rodriguez і співавтора-
ми на цій моделі пухлин [15]. Найбільший проти-
пухлинний ефект нами зафіксовано при поєднаному
використанні інгібіторів: нораргінін + α-ДФМО +
МГБГ. Пригнічення росту пухлин у цьому випад-
ку становило: на 15-ту добу — 45%, на 27-му — 50%
(див. рис. 2).
Окрім впливу на ріст первинної пухлини, ми та-
кож аналізували вплив досліджуваних агентів на ме-
тастазування КЛЛ. Виявлено, що у тварин, яких лі-
кували α-ДФМО, α-ДФМО у поєднанні з норар-
гініном та при застосуванні комбінації інгібіторів
(α-ДФМО + нораргінін + МГБГ), об’єм метастазів
був значно менший (у 16,3; 13,5 та 12,8 раза відпо-
відно), ніж у контрольних мишей (рис. 3, а). Суттєве
зменшення (на 23%) кількості метастазів фіксували
лише при комбінованому введенні трьох інгібіторів
(α-ДФМО, МГБГ та нораргініну) (рис. 3, б). Водно-
час після введення тваринам тільки нораргініну від-
значали тенденцію до збільшення кількості метаста-
зів (16,6 ± 3,2 проти 11,0 ± 2,2 у контролі). Окрім
цього, нораргінін практично не впливав на об’єм
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
ʳ
ëü
ê³
ñò
ü
êë
³ò
èí
, 1
06
Êîíòðîëü Íîðàðã³í³í α-ÄÔÌÎ ÌÃÁà α-ÄÔÌÎ+
ÌÃÁÃ
Íîðàðã³í³í+
α-ÄÔÌÎ+
ÌÃÁÃ
42%*
38%*
46%*
61%*
69%*
Рис. 1. Вплив α-ДФМО, МГБГ і нораргініну при окре-
мому та комбінованому застосуванні на клітинність ас-
цитної рідини у мишей із КЕ. *Гальмування росту пух-
лин (%)
0
2
4
6
8
10
12
Ì
àñ
à
ïó
õë
èí
, ã
15-òà äîáà
27-ìà äîáà
Êîíòðîëü Íîðàðã³í³í α-ÄÔÌÎ Íîðàðã³í³í+
α-ÄÔÌÎ
Íîðàðã³í³í+
α-ÄÔÌÎ+
ÌÃÁÃ
3,3±0,1
9,0±0,7
2,5±0,1*
3,1±0,1
5,8±0,7*
7,2±0,3*
2,6±0,2*
6,8±0,2*
1,8±0,2**
4,5±0,5**
Рис. 2. Вплив інгібіторів обміну ПА на масу КЛЛ у ми-
шей. *р < 0,05; **р < 0,01 порівняно з контрольною
групою
ОНКОЛОГИЯ • Т. 19 • № 1 • 2017
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
20
метастазів (139,0 ± 44,0 мм2 проти 160,0 ± 44,0 мм2
у контролі) (див. рис. 3).
Отже, результати досліджень показали, що нор-
аргінін, α-ДФМО і МГБГ при окремому їх застосу-
ванні спричиняють гальмування розвитку КЕ у тва-
рин та пригнічення росту первинної пухлини у ми-
шей із КЛЛ. Найбільший ефект в обох випадках
спостерігали при застосуванні в лікувальних схе-
мах комбінації інгібіторів: інгібітора аргінази нор-
аргініну (що пригнічує синтез із аргініну поперед-
ника ПА орнітину) у поєднанні з інгібіторами фер-
ментів синтезу α-ДФМО і МГБГ. Найсуттєвіший
антиметастатичний ефект (зменшення як кількос-
ті, так і об’єму метастазів) у мишей із КЛЛ також
виявлено при поєднаному застосуванні інгібіторів:
нораргінін + α-ДФМО + МГБГ. Водночас антиме-
тастатичного ефекту при використанні лише норар-
гініну не відмічено. Нораргінін, при його окремо-
му введенні, навпаки, призводив навіть до деякого
(статистично недостовірного) збільшення кількості
метастазів у легенях мишей і не впливав на їх об’єм.
З’ясування причин цієї ситуації потребує подаль-
ших досліджень.
Продемонстровано, що гальмування росту до-
сліджуваних пухлин супроводжується значним зни-
женням вмісту путресцину і спермідину та зменшен-
ням індексу молярного співвідношення спермідин/
спермін (спд/спн) у пухлинних клітинах. Згідно з на-
шими даними та даними літератури індекс спд/спн
відображає інтенсивність проліферації клітин [2,
3]. Найбільш суттєве зниження вмісту путресци-
ну в клітинах КЕ виявлено при окремому введенні
тваринам α-ДФМО (кількість путресцину зменшу-
валася до слідових значень), введення нораргініну
призводило до зниження концентрації путресцину
в 4,2 раза. При комбінованому введенні 3 інгібіто-
рів (α-ДФМО + МГБГ + нораргінін) вміст путрес-
цину в пухлинних клітинах зменшувався до слідових
кількостей та в 3,3 раза знижувалася концентрація
спермідину, індекс молярного співвідношення спд/
спн знижувався до 0,7 проти 2,7 у пухлинних кліти-
нах контрольних нелікованих тварин.
Подібні дані були отримані нами і при дослі-
дженні ПА у клітинах КЛЛ. Так, концентрація пу-
тресцину в пухлинних клітинах (на 15-ту добу піс-
ля перещеплення пухлин та після 5-разового по-
єднаного введення 3 інгібіторів) знижувалася
у 5,45 раза, спермідину — у 3,3 раза, а індекс спд/
спн зменшувався з 1,03 до 0,31 порівняно з показ-
никами у контролі. Результати проведених дослі-
джень узгоджуються з отриманими раніше даними
про те, що в умовах дії інгібіторів ОДК і S-АМДК
знижується концентрація ПА в пухлинах, що і при-
зводить до гальмування їх розвитку. Цікавими є й
інші можливі механізми залучення ПА у пухлинний
ріст. Зокрема, C.S. Hayes і співавтори [28] отрима-
ли дані про те, що пригнічення росту пухлин, яке
відбувається при поєднаному застосуванні інгібі-
тора ОДК (α-ДФМО) та інгібітора транспорту ПА
(AMXT1501), потенціюється тим, що виснаження
ПА призводить до реверсії імуносупресії. Виснажен-
ня ПА змінює імуносупресивне мікросередовище
пухлини на протилежне шляхом зміни «поляриза-
ції» мієлоїдних клітин від М2-фенотипу (проангіо-
генного) до М1-фенотипу (протипухлинного) [28].
Висновки щодо взаємозв’язку між протипухлин-
ними ефектами α-ДФМО та індукцією протипух-
линної Т-клітинної імунної відповіді зроблено та-
кож C. Ye і співавторами [29]. Варто зазначити, що
на існування зв’язку між ПА та станом імунної сис-
теми при пухлинному рості вказують також резуль-
тати наших попередніх досліджень [4, 30].
З метою вивчення інших можливих механізмів,
залучених у протипухлинну дію досліджуваних аген-
тів, у клітинах КЕ та КЛЛ нами визначено експре-
сію білка iNOS, рівень NO та активність аргінази.
На рис. 4 представлено дані дослідження активнос-
ті аргінази в клітинах КЛЛ на 15-ту та 27-му добу їх
розвитку при включенні в лікувальні схеми окремо
та поєднано нораргініну, α-ДФМО та МГБГ.
Виявлено, що на 15-ту добу розвитку актив-
ність аргінази суттєво знижується в пухлинних клі-
0
50
100
150
200
250
Î
á'
ºì
ì
åò
àñ
òà
ç³
â,
ì
ì
3
160±44
139±44
9,8±2,3* 11,9±5,3* 12,5±6,9*
Êîíòðîëü
Íîðàðã³í³í
α-ÄÔÌÎ
Íîðàðã³í³í + α-ÄÔÌÎ
Íîðàðã³í³í + α-ÄÔÌÎ + ÌÃÁÃ
а
0
5
10
15
20
25
ʳ
ëü
ê³
ñò
ü
ì
åò
àñ
òà
ç³
â
íà
ò
âà
ðè
íó
,
n
11,0± 2,0
16,6±3,2
12,0± 0,7 11,0± 2,3
8,5± 0,3*
Êîíòðîëü
Íîðàðã³í³í
α-ÄÔÌÎ
Íîðàðã³í³í + α-ÄÔÌÎ
Íîðàðã³í³í + α-ÄÔÌÎ + ÌÃÁÃ
б
Рис. 3. Вплив нораргініну, α-ДФМО і МГБГ на об’єм (а)
та кількість (б) метастазів у легенях мишей із перещепле-
ною КЛЛ. *р < 0.05 порівняно з контрольною групою
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
21ОНКОЛОГИЯ • Т. 19 • № 1 • 2017 21
тинах лише після введення нораргініну та при за-
стосуванні інгібіторів у комбінації (нораргінін +
α-ДФМО + МГБГ). Активність аргінази в цих ви-
падках становила відповідно 45 та 41% від показни-
ків у пухлинах контрольних тварин. У клітинах пух-
лин решти дослідних груп тварин відмічено незна-
чні коливання активності аргінази. На 27-му добу
експерименту активність аргінази статистично до-
стовірно знижувалася в пухлинних клітинах тва-
рин усіх дослідних груп. Найбільш суттєве зни-
ження активності аргінази (у 2,1 раза порівняно
з контролем) виявлено в клітинах КЛЛ тварин,
яким нораргінін, α-ДФМО і МГБГ вводили поєд-
нано (див. рис. 4).
Дослідження iNOS показали, що на 15-ту добу
розвитку експресія iNOS у клітинах КЛЛ тва-
рин усіх лікованих груп помітно підвищувалася
(рис. 5). При поєднаному застосуванні нораргініну,
α-ДФМО і МГБГ експресія iNOS зростала в 2,2 раза
(див. рис. 5). На 27-му добу розвитку зміни експре-
сії iNOS у пухлинних клітинах мали аналогічний ха-
рактер (дані не наведено).
Щодо продуктів iNOS — NO, то характер дії до-
сліджуваних агентів на їх рівень на 15-ту та 27-му
добу був подібним до впливу на експресію iNOS:
тільки при застосуванні комбінованої схеми, що
включала нораргінін, α-ДФМО та МГБГ, спостері-
гали значне (в 3,8 та 3,0 раза відповідно) підвищен-
ня рівня NO у пухлинних клітинах (рис. 6).
Аналогічні дослідження біохімічних показників
були проведені також на клітинах КЕ. Результати
дослідження показали, що нораргінін у застосова-
них дозах призводить до зниження активності аргі-
нази в пухлинних клітинах на 14% (p < 0,05) (рис. 7).
При використанні інгібіторів ферментів синтезу
ПА (α-ДФМО і МГБГ) окремо або поєднано відмі-
чали незначні зміни активності аргінази (p > 0,05).
Разом з тим, при комбінованому введенні тваринам
α-ДФМО, МГБГ і нораргініну активність аргінази
знижувалася на 31% (р < 0,01) (див. рис. 7).
Експресія iNOS в клітинах КЕ, як при введенні
мишам інгібіторів окремо, так і при застосуванні їх
комбінацій, підвищувалася порівняно з показни-
ками контрольних нелікованих тварин. Особливо
помітно рівень експресії iNOS зростав при введен-
ні тваринам лише нораргініну, α-ДФМО поєдна-
но з МГБГ та у випадку комбінованого застосуван-
ня всіх трьох інгібіторів (α-ДФМО + МГБГ + нор-
аргінін) (рис. 8).
Введення тваринам із перещепленою КЕ α-ДФМО,
МГБГ та нораргініну призводило до змін продук-
ції NO пухлинними клітинами (рис. 9). Найбільшу
кількість NO продукували пухлинні клітини, вилу-
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
ì
êÌ
îë
ü
/ 1
03
êë
³ò
èí
/ã
îä
1,91±0,34
0,86 ±0,22**
2,03 ±0,18
1,67±0,21
1,61±0,03
0,79 ±0,23**
Êîíòðîëü
Íîðàðã³í³í
α-ÄÔÌÎ
Íîðàðã³í³í + α-ÄÔÌÎ
ÌÃÁÃ
Íîðàðã³í³í + α-ÄÔÌÎ + ÌÃÁÃ
а
ì
êÌ
îë
ü
/ 1
03
êë
³ò
èí
/ã
îä
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
1,35±0,24
0,92±0,05*
0,78±0,22*
0,92± 0,01*
0,73±0,07*
Êîíòðîëü
Íîðàðã³í³í
α-ÄÔÌÎ
Íîðàðã³í³í + α-ÄÔÌÎ
Íîðàðã³í³í + α-ÄÔÌÎ + ÌÃÁÃ
б
Рис. 4. Активність аргінази (мкМоль/104 клітин/год) у клі-
тинах КЛЛ на 15-ту (а) та 27-му (б) добу розвитку пухлини
при окремому та комбінованому застосуванні α-ДФМО,
МГБГ та нораргініну. *р < 0,05; **р < 0,01 порівняно
з контрольною групою
0
20 000
40 000
60 000
80 000
100 000
120 000
140 000
160 000
180 000
ó.
î.
iNOS
Êîíòðîëü
Íîðàðã³í³í
α-ÄÔÌÎ
Íîðàðã³í³í + α-ÄÔÌÎ
ÌÃÁÃ
Íîðàðã³í³í + α-ÄÔÌÎ + ÌÃÁÃ
Êî
íò
ðî
ëü
Í
îð
àð
ã³
í³
í
α-
Ä
Ô
Ì
Î
Í
îð
àð
ã³
í³
í
+
α-
Ä
Ô
Ì
Î
Ì
ÃÁ
Ã
Í
îð
àð
ã³
í³
í
+
α-
Ä
Ô
Ì
Î
+
Ì
ÃÁ
Ã
iNOS
β-àêòèí
Рис. 5. Експресія iNOS у клітинах КЛЛ в умовах дії норар-
гініну, α-ДФМО та МГБГ при окремому та комбінованому
їх застосуванні. *р < 0,05 порівняно з контрольною групою
ОНКОЛОГИЯ • Т. 19 • № 1 • 2017
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
22
чені у тварин, які отримували комбінацію інгібіторів
(α-ДФМО + МГБГ + нораргінін). Показники тварин
цієї групи перевищували контрольні більше ніж у 5 ра-
зів. Двократне підвищення продукції NO виявлено
в пухлинних клітинах тварин, що отримували норар-
гінін, а також α-ДФМО поєднано з МГБГ. При вве-
денні тваринам лише α-ДФМО або МГБГ кількість
NO, що продукувався пухлинними клітинами, була
також вищою порівняно з показниками у контролі.
Отримані дані корелювали з результатами експре-
сії iNOS в клітинах КЕ відповідних груп тварин [31].
Отже, застосування інгібіторів ферментів синте-
зу ПА (α-ДФМО і МГБГ) у комбінації з інгібітором
аргінази нораргініном призводило не тільки до зни-
ження вмісту ПА, а й гальмування аргінази, зростан-
ня експресії iNOS та суттєвого збільшення продук-
ції NO у пухлинних клітинах.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ì
êÌ
îë
ü
/ 1
04
êë
³ò
èí
2,20±0,29 2,72±0,23
2,61±0,27
2,68±0,27
2,76±0,3
8,39±0,64*Êîíòðîëü
Íîðàðã³í³í
α-ÄÔÌÎ
Íîðàðã³í³í + α-ÄÔÌÎ
ÌÃÁÃ
Íîðàðã³í³í + ÄÔÌÎ + α-ÄÔÌÎ
а
ì
êÌ
îë
ü
/ 1
04
êë
³ò
èí
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
5,31±0,41**
2,54±0,45*
2,25±0,2*
2,33±0,3*
1,74±0,2
Êîíòðîëü
Íîðàðã³í³í
α-ÄÔÌÎ
Íîðàðã³í³í + α-ÄÔÌÎ
Íîðàðã³í³í + α-ÄÔÌÎ + ÌÃÁÃ
б
Рис. 6. Рівень NO в клітинах КЛЛ на 15-ту (а) та 27-му (б)
добу розвитку при окремому та комбінованому застосу-
ванні α-ДФМО, МГБГ та нораргініну. *р < 0,05; **р < 0,01
порівняно з контрольною групою
ì
êÌ
îë
ü
/ 1
03
êë
³ò
èí
/ã
îä
*
**
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
Êîíòðîëü
Íîðàðã³í³í
α-ÄÔÌÎ
ÌÃÁÃ
α-ÄÔÌÎ + ÌÃÁÃ
Íîðàðã³í³í + α-ÄÔÌÎ + ÌÃÁÃ
Рис. 7. Вплив α-ДФМО, МГБГ та нораргініну при ком-
бінованому застосуванні на активність аргінази в клі-
тинах КЕ; *р<0,05; **р<0,01 порівняно з контрольною
групою
* *
*
0
50 000
100 000
150 000
200 000
250 000
300 000
350 000
400 000
450 000
ó.
î.
iNOS
Êîíòðîëü
Íîðàðã³í³í
α-ÄÔÌÎ
Íîðàðã³í³í + α-ÄÔÌÎ
ÌÃÁÃ
Íîðàðã³í³í + α-ÄÔÌÎ + ÌÃÁÃ
Êî
íò
ðî
ëü
Í
îð
àð
ã³
í³
í
α-
Ä
Ô
Ì
Î
Ì
ÃÁ
Ã
α-
Ä
Ô
Ì
Î
+
Ì
ÃÁ
Ã
α-
Ä
Ô
Ì
Î
+
Ì
ÃÁ
Ã
+
íî
ðà
ðã
³í
³í
iNOS
β-àêòèí
Рис. 8. Вплив α-ДФМО, МГБГ і нораргініну та їх дія
при комбінованому застосуванні на експресію iNOS в клі-
тинах КЕ. *р < 0,05 порівняно з контрольною групою
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
ì
êÌ
îë
ü/
10
3
ïó
õë
èí
íè
õ
êë
³ò
èí
0,31±0,05
0,62±0,05**
0,37±0,02
0,43±0,05*
0,59±0,09*
1,64±0,13**
Êîíòðîëü
Íîðàðã³í³í
α-ÄÔÌÎ
ÌÃÁÃ
α-ÄÔÌÎ + ÌÃÁÃ
Íîðàðã³í³í + α-ÄÔÌÎ + ÌÃÁÃ
Рис. 9. Рівень NO в клітинах КЕ при окремому та ком-
бінованому застосуванні α-ДФМО, МГБГ та нораргіні-
ну. *р < 0,05; **р < 0,01 порівняно з контрольною групою
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
23ОНКОЛОГИЯ • Т. 19 • № 1 • 2017 23
ВИСНОВКИ
1. Найвищий протипухлинний ефект, як у випад-
ку перещеплення КЕ, так і КЛЛ, виявлено при ком-
бінованому застосуванні у терапевтичних схемах ін-
гібітора аргінази та інгібіторів синтезу ПА (нораргі-
нін + α-ДФМО + МГБГ).
2. Використання в лікувальних схемах інгібітора
ОДК (α-ДФМО), окремо чи в комбінаціях, призво-
дило до різкого зменшення об’єму метастазів у ле-
генях мишей із КЛЛ.
3. Гальмування росту пухлин супроводжувало-
ся значним зменшенням вмісту путресцину і спер-
мідину та зниженням індексу молярного співвідно-
шення спд/спн в пухлинних клітинах.
4. Поєднане застосування інгібіторів (нораргі-
нін + α-ДФМО + МГБГ) призводило до зростан-
ня експресії iNOS та різкого підвищення рівня NO
у пухлинних клітинах, що, ймовірно, є однією з при-
чин підсилення нораргініном протипухлинного
ефекту α-ДФМО і МГБГ.
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1. Kuniyasu S. The mechanisms by which polyamines acceler-
ate tumor spread. J Exp Clin Cancer Res 2011; 30: 95–9.
2. Залєток СП. Поліаміни — маркери злоякісного росту і
мішень для протипухлинної терапії. [Автореф дис… док биол
наук]. Київ, 2007. 37 с.
3. Thomas T, Thomas TJ. Polyamines in cell growth and cell
death: molecular mechanisms and therapeutic applications. Cell
Mol Life Sci 2001; 58: 244–58.
4. Бердинских НК, Хоменко АК, Залеток СП и др. Поли-
амины и ферменты их синтеза при беременности и при опу-
холевом росте. Вестник АМН СССР 1980; (6): 72–4.
5. Jenkins DC, Charles IG, Thomsen LL, et al. Roles of nitric
oxide in tumor growth. Proc Natl Acad Sci USA 1995; 92: 4392–6.
6. Edwards P, Cendan JC, Topping DB, et al. Tumor cell nitric
oxide inhibits cell growth in vitro, but stimulates tumorigenesis and
experimental lung metastasis in vivo. J Surg Res 1996; 63: 49–52.
7. Cui S, Reichner JS, Mateo RB, Albina JE. Activated mu-
rine macrophages induce apoptosis in tumor cells through nitric ox-
ide dependent or independent mechanisms. Cancer Res 1994; 54
(9): 2462–7.
8. Satriano J. Arginine pathways and the inflammatory re-
sponse: interregulation of nitric oxide and polyamines: review ar-
ticle. Amino Acids 2004; 26 (4): 321–9.
9. Blachier F, Davila AM, Benamouzig R, Tome D. Channel-
ling of arginine in NO and polyamine pathways in colonocytes and
consequences. Front Biosci 2011; 16: 1331–43.
10. Blantz RC, Satriano J, Gabbai F, Kelly C. Biological effects
of arginine metabolites. Acta Physiol Scand 2000; 168 (1): 21–5.
11. Janakiram NB, Rao CV. Nitric Oxide: immune modula-
tion of tumor growth/nitric oxide and cancer: pathogenesis and
therapy. B Bonavida, ed. Springer International Publishing Swit-
zerland, 2015: 159–70.
12. Raj KP, Zell JA, Rock CL, et al. Role of dietary polyamines
in a phase III clinical trial of difluoromethylornithine (DFMO)
and sulindac for prevention of sporadic colorectal adenomas. Br J
Cancer 2013; 108 (3): 512–8.
13. Meyskens FL, Simoneau AR, Gerner EW. Chemoprevention
of prostate cancer with the polyamine synthesis inhibitor difluoro-
methylornithine. Recent Results Cancer Res 2014; 202: 115–20.
14. Evageliou NF, Haber M, Vu A, et al. Polyamine antagonist
therapies inhibit neuroblastoma initiation and progression. Clin
Cancer Res 2016; 22 (17): 4391–404.
15. Rodriguez PC, Quiceno DG, Zabaleta J, et al. Arginase I
production in the tumor microenvironment by mature myeloid cells
inhibits T-cell receptor expression and antigen-specific T-cell re-
sponses. Cancer Res 2004; 64 (16): 5839–49.
16. Kuo MT, Savaraj N, Feun LG. Targeted cellular metabo-
lism for cancer chemotherapy with recombinant arginine-degrad-
ing enzymes. Oncotarget 2010; 1 (4): 246–51.
17. Glazer ES, Stone EM, Zhu C, et al. Bioengineered human
arginase I with enhanced activity and stability controls hepatocel-
lular and pancreatic carcinoma xenografts. Translational Oncol
2011; 4 (3): 138–46.
18. Stone EM, Glazer ES, Chantranupong L, et al. Replacing Mn2+
with Co2+ in human arginase I enhances cytotoxicity towards L-Argi-
nine auxotrophic cancer cell lines. ACS Chem Biol 2010; 5 (3): 333–42.
19. Курлищук ЮВ, Винницкая-Мироновская БО, Бо-
бак ЯП, Стасык ОВ. Влияние метаболитов аргинина на жиз-
неспособность человеческих опухолевых клеток в условиях
дефицита этой аминокислоты in vitro. Біологічні Студії/Studia
Biologica 2011; 5 (2): 5–16.
20. Mauldin JP, Zeinali I, Kleypas K, et.al. Recombinant hu-
man arginase toxicity in mice is reduced by citrulline supplemen-
tation. Translational Oncology 2012; 5 (1): 26–31.
21. Tsai WB, Aiba I, Lee SY, et al. Resistance to arginine deimi-
nase treatment in melanoma cells is associated with induced ar-
gininosuccinate synthetase expression involving c-Myc/HIF-1α/
Sp4. Mol Cancer Ther 2009; 8 (12): 3223–33.
22. Кожем’якін ЮМ, Хромов ОС, Філоненко МА, Сайфет-
дінова ГА. Науково-практичні рекомендації з утримання лабо-
раторних тварин та роботи з ними. К.: Авіценна (Міністерство
охорони здоров’я України. Державний фарм центр), 2002. 156 с.
23. Green LC, Wagner DA, Glogowski J, et al. Analysis of ni-
trate, nitrite, and [15N] nitrate in biological fluids. Anal Biochem
1982; 126 (1): 131–8.
24. Corraliza IM, Campo ML, Soler G, Modolell M. Deter-
mination of arginase activity in macrophages: a micromethod. J
Immunol Methods 1994; 174 (1–2): 231–5.
25. Laemmli UK. Cleavage of structural proteins during the as-
sembly of the head of bacteriophage T4. Nature 1970; 227: 680–5.
26. Schagger H, von Jagow G. Tricine-sodium dodecyl sulfate-
polyacrylamide gel electrophoresis for the separation of proteins in
the range from 1 to 100 kDa. Anal Biochem 1987; 166 (2): 368–79.
27. Лакин ГФ. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. 352 с.
28. Hayes CS, Shicora AC, Keough MP, et al. Polyamine-
blocking therapy reverses immunosuppression in the tumor micro-
environment. Cancer Immunol Res 2014; 2 (3): 274–85.
29. Ye C, Geng Z, Dominguez D, et al. Targeting ornithine de-
carboxylase by α-difluoromethylornithine inhibits tumor growth
by impairing myeloid-derived suppressor cells. J Immunol 2016;
196 (2): 915–23.
30. Бердинских НК, Залеток СП. Полиамины и опухолевый
рост. К.: Наукова думка, 1987. 141 с.
31. Яніш ЮВ, Артамонова АБ, Залєток СП. Вплив моду-
ляторів метаболізму аргініну і поліамінів на активність аргі-
нази та продукцію оксидів азоту клітинами асцитного раку
Ерліха in vitro. Клін онкол 2016; 23 (3): 89–91.
NORARGININE ENHANCES
THE ANTITUMOR ACTIVITY OF INHIBITORS
OF POLYAMINES SYNTHESIS IN VIVO
S.P. Zaletok, S.V. Gogol, O.O. Klenov,
G.B. Artamonova, Yu.V. Yanish, V.V. Bentrad,
O.V. Karnaushenko, M.A. Knyrik
Summary. The polyamines are the determining factors for
multiple links of the signal transduction pathway responsi-
ble for cell proliferation, differentiation and programmed
cell death. The metabolism of arginine and polyamines
ОНКОЛОГИЯ • Т. 19 • № 1 • 2017
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
24
in the cells are interconnected, since the latter depends
on the synthesis of ornithine resource as of foodborne and
synthesized from arginine with the participation of argi-
nase. In the absence of optimal concentrations of poly-
amines proliferation and growth of cells does not occur.
Arginine is a substrate for nitric oxide synthase, which is
also involved in the control of cell proliferation. This in-
dicates that the metabolic pathways of arginine and poly-
amines may be a promising target for anticancer therapy.
Objective: to investigate the effect of arginase and poly-
amine synthesis inhibitors on growth of transplanted tu-
mors in experimental animals and explore the possible
mechanisms of antitumor effect of inhibitors. Subjects and
methods: Lewis lung carcinoma and Ehrlich carcinoma;
methods of experimental oncology, biochemistry, Western
blot analysis and statistical methods were used. Results:
it is shown that the inclusion in treatment of arginase in-
hibitor (norarginine) together with polyamine synthesis
inhibitors (α-DFMO and MGBG) leads to increased in-
hibition of growth of Ehr lich carcinoma and growth and
metastasis of Lewis lung carcinoma in experimental ani-
mals. Inhibition of tumor growth was associated with de-
creased content of polyamines, changes of arginase activ-
ity, increased expression of iNOS and NO level in tumor
cells. Conclusions: the increase of anti-tumor effect of the
combined action of inhibitors of polyamines synthesis and
arginase may be due to increase of iNOS expression and
the increment of NO level in tumor cells.
Key Words: Ehrlich carcinoma, Lewis lung
carcinoma, antitumor effect, inhibitors of arginase
and polyamine synthesis, inducible nitric oxide
synthase, nitric oxide.
Адреса для листування:
Гоголь С.В.
03022, Київ, вул. Васильківська, 45
Інститут експериментальної патології,
онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького
НАН України
E-mail: tantattoo72@gmail.com; seraban@yahoo.com
Одержано: 02.11.2016
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-145292 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-1774 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-01T02:19:42Z |
| publishDate | 2017 |
| publisher | Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Залєток, С.П. Гоголь, С.В. Кленов, О.О. Артамонова, Г.Б. Яніш, Ю.В Бентрад, В.В. Карнаушенко, О.В. Книрік, М.А. 2019-01-20T09:16:50Z 2019-01-20T09:16:50Z 2017 Підсилення нораргініном протипухлинної дії інгібіторів ферментів синтезу поліамінів in vivo / С.П.Залєток, С.В. Гоголь, О.О. Кленов, Г.Б. Артамонова, Ю.В. Яніш, В.В. Бентрад, О.В. Карнаушенко, М.А. Книрік // Онкологія. — 2017. — Т. 19, № 1. — С. 17-24. — Бібліогр.: 31 назв. — укр. 1562-1774 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/145292 Поліаміни (ПА) є визначальними чинниками для численних ланок сигнальної трансдукції, відповідальних за проліферацію, диференціацію та програмо - вану смерть клітин. Метаболізм аргініну і ПА в клітинах взаємопов’язаний, оскільки синтез останніх залежить від ресурсу орнітину, як харчового по - ходження, так і синтезованого з аргініну за участю аргінази. За відсут - ності оптимальних концентрацій ПА проліферація та ріст клітин не від - буваються. Аргінін є субстратом і для синтаз оксиду азоту, які також залучені у контроль клітинної проліферації. Це свідчить, що метаболічні шляхи ПА і аргініну можуть бути перспективною мішенню для протипух - линного впливу. Мета: дослідити вплив інгібіторів аргінази та фермен - тів синтезу ПА на ріст перещеплених пухлин у експериментальних тва - рин та вивчити можливі механізми протипухлинної дії інгібіторів. Об’єкт і методи: карцинома легені Льюїс та асцитна форма карциноми Ерліха; використано методи експериментальної онкології, вестерн-блотинг, біо - хімічні і статистичні методи. Результати: показано, що включення в схе - ми лікування спільно з інгібіторами синтезу ПА (α-дифторметилорнітин і метилгліоксаль(біс)гуанілгідразон) інгібітора аргінази (нораргініну) спри - яло гальмуванню розвитку карциноми Ерліха та інгібуванню росту і мета - стазування карциноми легені Льюїс в експериментальних тварин. Пригні - чення росту пухлин супроводжувалося зниженням вмісту ПА, змінами ак - тивності аргінази та підвищенням експресії індуцибельної синтази окcиду азоту (iNOS) і рівня оксидів азоту (NO) у пухлинних клітинах. Висновок: підвищення протипухлинного ефекту при комбінованому застосуванні ін - гібіторів аргінази і ферментів синтезу ПА може бути зумовлене збільшен - ням експресії iNOS та зростанням рівня NO у пухлинних клітинах. The polyamines are the determining factors for multiple links of the signal transduction pathway responsi - ble for cell proliferation, differentiation and programmed cell death. The metabolism of arginine and polyamines in the cells are interconnected, since the latter depends on the synthesis of ornithine resource as of foodborne and synthesized from arginine with the participation of argi - nase. In the absence of optimal concentrations of poly - amines proliferation and growth of cells does not occur. Arginine is a substrate for nitric oxide synthase, which is also involved in the control of cell proliferation. This in - dicates that the metabolic pathways of arginine and poly - amines may be a promising target for anticancer therapy. Objective: to investigate the effect of arginase and poly - amine synthesis inhibitors on growth of transplanted tu - mors in experimental animals and explore the possible mechanisms of antitumor effect of inhibitors. Subjects and methods: Lewis lung carcinoma and Ehrlich carcinoma; methods of experimental oncology, biochemistry, Western blot analysis and statistical methods were used. Results: it is shown that the inclusion in treatment of arginase in - hibitor (norarginine) together with polyamine synthesis inhibitors (α-DFMO and MGBG) leads to increased in - hibition of growth of Ehr lich carcinoma and growth and metastasis of Lewis lung carcinoma in experimental ani - mals. Inhibition of tumor growth was associated with de - creased content of polyamines, changes of arginase activ - ity, increased expression of iNOS and NO level in tumor cells. Conclusions: the increase of anti-tumor effect of the combined action of inhibitors of polyamines synthesis and arginase may be due to increase of iNOS expression and the increment of NO level in tumor cells. uk Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України Онкологія Оригинальные исследования Підсилення нораргініном протипухлинної дії інгібіторів ферментів синтезу поліамінів in vivo Norarginine enhances the antitumor activity of inhibitors of polyamines synthesis in vivo Article published earlier |
| spellingShingle | Підсилення нораргініном протипухлинної дії інгібіторів ферментів синтезу поліамінів in vivo Залєток, С.П. Гоголь, С.В. Кленов, О.О. Артамонова, Г.Б. Яніш, Ю.В Бентрад, В.В. Карнаушенко, О.В. Книрік, М.А. Оригинальные исследования |
| title | Підсилення нораргініном протипухлинної дії інгібіторів ферментів синтезу поліамінів in vivo |
| title_alt | Norarginine enhances the antitumor activity of inhibitors of polyamines synthesis in vivo |
| title_full | Підсилення нораргініном протипухлинної дії інгібіторів ферментів синтезу поліамінів in vivo |
| title_fullStr | Підсилення нораргініном протипухлинної дії інгібіторів ферментів синтезу поліамінів in vivo |
| title_full_unstemmed | Підсилення нораргініном протипухлинної дії інгібіторів ферментів синтезу поліамінів in vivo |
| title_short | Підсилення нораргініном протипухлинної дії інгібіторів ферментів синтезу поліамінів in vivo |
| title_sort | підсилення нораргініном протипухлинної дії інгібіторів ферментів синтезу поліамінів in vivo |
| topic | Оригинальные исследования |
| topic_facet | Оригинальные исследования |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/145292 |
| work_keys_str_mv | AT zalêtoksp pídsilennânorargínínomprotipuhlinnoídíííngíbítorívfermentívsintezupolíamínívinvivo AT gogolʹsv pídsilennânorargínínomprotipuhlinnoídíííngíbítorívfermentívsintezupolíamínívinvivo AT klenovoo pídsilennânorargínínomprotipuhlinnoídíííngíbítorívfermentívsintezupolíamínívinvivo AT artamonovagb pídsilennânorargínínomprotipuhlinnoídíííngíbítorívfermentívsintezupolíamínívinvivo AT âníšûv pídsilennânorargínínomprotipuhlinnoídíííngíbítorívfermentívsintezupolíamínívinvivo AT bentradvv pídsilennânorargínínomprotipuhlinnoídíííngíbítorívfermentívsintezupolíamínívinvivo AT karnaušenkoov pídsilennânorargínínomprotipuhlinnoídíííngíbítorívfermentívsintezupolíamínívinvivo AT kniríkma pídsilennânorargínínomprotipuhlinnoídíííngíbítorívfermentívsintezupolíamínívinvivo AT zalêtoksp norarginineenhancestheantitumoractivityofinhibitorsofpolyaminessynthesisinvivo AT gogolʹsv norarginineenhancestheantitumoractivityofinhibitorsofpolyaminessynthesisinvivo AT klenovoo norarginineenhancestheantitumoractivityofinhibitorsofpolyaminessynthesisinvivo AT artamonovagb norarginineenhancestheantitumoractivityofinhibitorsofpolyaminessynthesisinvivo AT âníšûv norarginineenhancestheantitumoractivityofinhibitorsofpolyaminessynthesisinvivo AT bentradvv norarginineenhancestheantitumoractivityofinhibitorsofpolyaminessynthesisinvivo AT karnaušenkoov norarginineenhancestheantitumoractivityofinhibitorsofpolyaminessynthesisinvivo AT kniríkma norarginineenhancestheantitumoractivityofinhibitorsofpolyaminessynthesisinvivo |