CC BY
42
УДК 616-006.04-085.357:577.175.62 3.С. Смирнова
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ПОДХОДЫ К ОТБОРУ ПРОИЗВОДНЫХ СТЕРОИДНЫХ ГОРМОНОВ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ГОРМОНОЗАВИСИМЫХ ОПУХОЛЕЙ
НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей
В гормонотерапии опухолей человека достигнуты существенные успехи. При лечении рака молочной железы, рака эндометрия и рака предстательной железы гормонотерапия является методом выбора и нередко применяется как самостоятельное лечение. Используются также гормоны при лечении рака яичников и рака щитовидной железы. В последние годы установлена гормональная зависимость опухолей желудочно-кишечного тракта, меланомы, мелкоклеточного рака легкого, рака почки, в лечении которых до недавнего времени гормональные препараты не использовались. Перспективы дальнейшего развития гормонотерапии в первую очередь связаны с синтезом новых препаратов и прежде всего соединений с высокой избирательностью противоопухолевого действия, создаваемых для лечения опухолей, возникающих в гормонозависимых органах и тканях.
В процессе расширенного поиска противоопухолевых препаратов среди аналогов и производных стероидных гормонов возникает вопрос: можно ли гормональное соединение в эксперименте изучать как химиотерапевтическое вещество или принципы отбора в экспериментальной гормонотерапии должны иметь свои особенности?
Как известно, при первичном отборе противоопухолевых веществ в экспериментальной химиотерапии используется определенный набор опухолей животных, чувствительных к химиопрепаратам разных классов. При дальнейшем углубленном изучении химиотерапевтических препаратов проводится количественная оценка противоопухолевого эффекта. На экспериментальных моделях опухолей изучается спектр противоопухолевого действия и на основании полученных данных строится прогноз активности изучаемого препарата в клинике [15].
Однако большинство используемых в экспериментальной химиотерапии опухолей являются нечувствительными к веществам гормональной природы.
Анализ литературных данных по гормонотерапии опухолей человека показывает, что выбор определенных групп гормонов для лечения первич-
ных опухолей основан на данных о гормонозависи-мости роста тканей-мишеней и возникающих в них опухолей, т.е. в основе направленного противоопухолевого действия гормональных препаратов лежат физиологические регулирующие свойства гормонов [10, 16].
Из сказанного выше следует, что опухоли животных, которые могут быть использованы для лечения аналогами и производными стероидных гормонов, должны прежде всего соответствовать определенным критериям: быть адекватными по реактивности опухолям человека, т.е. быть чувствительными к той или другой группе стероидов, а также аналогичными по гистогенезу [6, 11 ]. Кроме того, наряду с оценкой противоопухолевых свойств для производных гормонов равное значение приобретает и определение специфичности их гормональных эффектов, так как от этого зависит направленность действия производных гормонов на ткани-мишени [4, 14]. Определение направленности гормонального действия позволит также выбрать модели экспериментальных опухолей определенной локализации, на которых следует изучать данное вещество.
Таким образом, учитывая высокую специфичность действия гормональных препаратов, система отбора новых аналогов и производных стероидных гормонов для лечения гормонозависимых опухолей включает 3 этапа:
1. Изучение специфичности гормональных свойств in vitro по взаимодействию с рецепторами глюкокортикоидов, прогестинов, андрогенов и эстрогенов, так как первоначальным этапом реализации большинства эффектов стероидных гормонов является взаимодействие стероида с цитоплазматическими рецепторами, специфичными для каждого вида гормона. Для оценки взаимодействия стероидов с рецепторами используются нормальные ткани экспериментальных животных: матка, содержащая рецепторы эстрогенов, прогестинов, андрогенов; предстательная железа, в которой имеются рецепторы андрогенов; печень, содержащая рецепторы глюкокортикоидов. Кроме того, используются также гормонозависимые опухоли животных и человека, в которых предварительно определяется содержание рецепторов стероидных гормонов радиолигандным или другими методами [1, 23, 44].
2. Изучение специфичности гормонального действия in vivo на ткани-мишени с использованием эндокринологических методик (табл. 1) [3, 21, 64].
3. Изучение противоопухолевых свойств на гормонозависимых опухолях.
Таблица 1. Тесты, используемые при изучении гормональных свойств производных гормонов in vivo
Активность
Эстрогенная
Антиэстрогенная
Андрогенная
Анаболическая
Антиандрогенная
Кортикостероидная
Антикортикостероид-
ная
Прогестиновая
Показатели активности
Появление реакции течки у кастрированных самок Увеличение массы матки у кастрированных самок Уменьшение массы матки у кастрированных самок в условиях стимуляции ее роста эстрадио-лом
Уменьшение массы матки и яичников
Торможение естественной течки самок*
Эффект химической кастрации самок (репродуктивная способность)*
Увеличение массы вентральной простаты и семенных пузырьков у кастрированных самцов Увеличение массы m. levator ani у кастрированных самцов Уменьшение массы вентральной простаты, семенных пузырьков и семенников у самцов Уменьшение массы вентральной простаты у кастрированных самцов в условиях стимуляции ее роста тестостероном Эффект химической кастрации самцов ^репродуктивная способность)
Увеличение продолжительности жизни адреналэктомированных крысят
Уменьшение массы тимуса
Ускорение полового созревания инфантильных самок Торможение естественной течки самок
Появление прегравидных изменений в матке инфантильных самок при предварительном введении эстрогена
Тесты разработаны П.Д. Латовой и З.С. Смирновой.
Анализ материалов по экспериментальной гормонотерапии показывает, что большинство исследователей при отборе аналогов и производных стероидных гормонов проводят трехэтапное исследование. В ряде случаев при отборе препаратов с желаемым механизмом действия исследователи вводят дополнительные тесты. Ьес1егсц С. и соавт. при отборе эстрогеноцитостатиков наряду с определением сродства к рецепторам эстрогенов и изучением противоопухолевой активности определяют их цитотоксическую активность в культурах клеток рака молочной железы МСР-7, содержащих РЭ, и Еуза, не содержащих РЭ [41, 42]. При поиске препаратов для лечения рака предстательной железы
V. Petrov и соавт. одновременно с изучением противоопухолевой активности на экспериментальных моделях рака предстательной железы определяли их угнетающее действие на фермент 5а-ре-дуктазу, являющуюся ключевым ферментом при превращении тестостерона в 5а-дигидротестосте-рон в предстательной железе [54 ].
Основные различия в системах отбора аналогов и производных стероидных гормонов у зарубежных и отечественных исследователей заключаются в использовании разных моделей гормонозависимых опухолей, что затрудняет сравнение результатов изучения противоопухолевых препаратов, являющихся производными одного и того же гормона. Так, зарубежными исследователями используются гормонозависимые перевиваемые и индуцированные опухоли животных, а также гормонозависимые опухоли человека, растущие in vitro, либо на мышах nude (табл. 2). Клеточные линии опухолей человека характеризуются наличием определенных рецепторов стероидных гормонов или отсутствием таковых. А опухоли человека, растущие на мышах nude, сохраняют исходную морфологию, содержат те же гормональные рецепторы и отвечают на гормонотерапию.
В отделе экспериментальной химиотерапии ОНЦ РАМН при отборе производных стероидных гормонов проводят изучение гормональных свойств in vitro и in vivo с использованием общепринятых методик биохимического и биологического тестирования (см. табл. 1). Для производных стероидных гормонов, являющихся препаратами пролонгированного действия, разработаны дополнительные биологические тесты, позволяющие оценить длительность гормонального эффекта (см. табл. 1) [7, 14 ].
При изучении противоопухолевой активности производных стероидов используют ряд известных моделей опухолей, возникающих в тканях-мишенях для стероидных гормонов: индуцированные, спонтанные, перевиваемые, ортотопические. Ряд моделей и их ортотопических вариантов получали сами: РМК-1, F-24, Са-755 в ложе молочной железы, РШМ-5 в матке (табл. 3).
Для изучения противоопухолевых свойств производных гормонов с различной физиологической направленностью составлены наборы опухолей (табл. 4), позволяющие вести отбор новых оригинальных производных стероидов с любым желаемым действием. Кроме того, при изучении противоопухолевой активности гормоноцитостатиков, обладающих двойным механизмом противоопухолевого действия — гормональным и цитотоксиче-ским, используют перевиваемые опухоли экспери-
Локализация опухолей Модели опухолей животных Модели опухолей человека
Индуцированные Перевиваемые in vitro у мышей nude
Опухоли молочной железы ДМБА—инд. [35] MXT—инд. [60] МНМ—инд. [27] МХТ [20] \Л/-256 [47] МТ\Л/9А МТ\Л/9В МТ\Л/9С [38,43] И-ЗгЗОБ Р!-3230АВ К-3230АС [31] И-13762 Я-2426 [25] MCF-7 T-47D ZR-75-1 734-B MDA-MB-231 ВТ-20 [20] T-61 [18]
Опухоли предстательной железы Аденокарцинома Nb крыс [50] Аденокарцинома Даннинга: И-3327Н И-3327Н1 К-3327АТ [36] Аденокарцинома Полларда: Ра-І РА-ІІ РА-ІІІ [55] Карцинома Г\1Ь крыс [51] Карцинома Сегалоф: 11095 [56] ЕВ-33 [53] DU-145 [45] PC-3 [37] LNCaP [34] PS-82 [32]
Опухоли яичников ДМБА—инд. [30] PS-EW [33] TEN/12 [28] 9479 [26]
Опухоли матки Лейомиосарко-ма эндометрия [43] Саркома матки Єг мышей [17] HEC-1 [46] IK-90 [61] Карцинома яичников [40]
Опухоли ЖКТ ДМГ—инд. [47] Аденокарцинома эндометрия [58] EL [24] EnCa 101 [25] CX-1 [52]
Гепатомы — Морриса: 44 7787 5123 [22] — —
Гемобластозы Р-388 [53] Ы210 [63] Лимфома Б-49 [29]
ментальных животных, чувствительные к соответствующим цитотоксическим агентам. Например, при испытании веществ, содержащих алкилирую-щие группы, используют карциносаркому Уокера, С-45, С-298, С-37.
Штаммы опухолей человека, трансплантируемые мышам nude, созданные в лаборатории экспериментальных моделей, используются на заключительном этапе предклинического изучения для
прогнозирования спектра противоопухолевого действия производных стероидов в клинике [2, 13].
В отделе экспериментальной химиотерапии на -протяжении ряда лет проводится отбор противоопухолевых препаратов среди различных производных стероидных гормонов и их синтетических аналогов.
Гормоноцитостатики, цитотоксической частью которых явились алкилирующие агенты, были
Таблица 3. Модели опухолей, используемые для изучения противоопухолевых свойств производных стероидных гормонов (отдел экспериментальной химиотерапии ОНЦ РАМН)
Локализация опухолей Модели опухолей
индуцированные, спонтанные перевиваемые ортотопические
Опухоли молочной железы ДМБА—инд. ОМЖ крыс PMK-I** F-24* Са-755 в ложе мрлоч-
Спонтанные ОМЖ мышей Са-755 ВМРП нои железы
Опухоли яичников Инд. по Бискиндам ОЯ ОЯМ
Опухоли матки ДМГ—инд. саркомы (I генерация) РШМ-5 РШМ-5 в матке*
Опухоли желудочно-кишечного тракта ДМГ—инд. ПРЖ АКАТОЛ АКАТОН
Гепатомы — Г-22с Г-60 Г-61 —
Меланома — В-16 —
Гемобластозы — L-1210 La Р-388 —
* Модели, полученные П.Д. Лаговой и З.С. Смирновой.
** Модель, полученная В.П. Коноплевым и П.Д. Лаговой.
Локализация Производные гормонов
опухолей эстрогенов андрогенов прогестинов кортикостерои- дов
Опухоли молочной железы ДМБА—инд. (самки) РМК-1, Р-24, Са-755 (в ложе молочной железы) ДМБА— инд. Спонтанные ДМБА—инд. Са-755 ДМБА—инд. Спонтанные
Опухоли яичников ОЯ ОЯ ОЯ —
Опухоли матки — — ДМГ—инд. саркомы РМШ-5 (в матке) —
Опухоли желудочно-кишечного тракта ДМГ—инд. ПРЖ АКАТОЛ АКАТОН
Гепатомы — — — Г-22с Г-60 Г-61
Меланома В-16 (самки + кортикостероиды) — — В-16
Гемобластозы L-1210 La Р-388
первой группой веществ на основе стероидов, синтезированных в химико-технологической лаборатории ОНЦ РАМН и в Ленинградском химико-фармацевтическом институте. Гормоноцитостати-ки получены на основе различных групп стероидных гормонов: эстрогенов, андрогенов, прогести-нов и кортикостероидов. Наибольшее количество веществ получено на основе гормонов андростано-вого ряда: дегидроэпиандростерона, тестостерона, дигидротестостерона, 2а-метил-дигидротестостеро-на, 5а-андростан-3/М7/3-диола. Кроме того, использовались гормоны с эстрогенным действием — синэстрол, стильбен, с лрогестиновым эффектом
— прегненолон, с кортикоидным — 11-дезокси-17а-оксикортикостерон. В качестве алкилирующих фрагментов в этих производных использовались хлорфенацил, хлорамбуцил и сарколизин [5, 8, 9, 12 |. За рубежом в клиническую практику уже вошли гормоноцитостатики эстрогенного ряда
— эстрацит, стильбостат, бустрамустин и кортико-идного ряда — стерецит [39, 49, 59, 65 [.
Несколько лет назад совместно с УПИ им. С.М. Кирова и Харьковским НИИ эндокринологии и химии гормонов начато изучение нового оригинального ряда производных гормонов — криптоди-азониевых производных всех 4 групп стероидов как потенциальных противоопухолевых веществ. Целью синтеза криптодиазониевых производных стероидов является получение препаратов с пролонгированным противоопухолевым действием.
К настоящему времени в результате проведенных исследований противоопухолевой активности производных стероидных гормонов этих групп 2 гормоноцитостатика — тестифенон и кортифен —
переданы для I фазы клинических испытаний. Из группы криптодиазониевых производных стероидов препарат № 8105-055 подготовлен к клиническому изучению, а № 8102-15 находится на стадии разработки лекарственной формы. Ведущую роль в отборе этих препаратов сыграли представленные в настоящем сообщении теоретические и экспериментальные подходы к изучению гормо-нально-активных веществ.
Л И Т Е Р АТ У Р Л
1. Вассалык Л.С., Дегтярь В.Г. Рецепторы стероидных гормонов. — М. 1987. — С. 19—29.
2. Бухарова И.К., Ревазова Е.С., Мороз Л.Я. // Вести. ВОНЦ АМН СССР. — 1990. — № 1. — С. 8—10.
3. Кабак Я.М. Практикум по эндокринологии. — М.: МГУ, 1968. — С. 275.
4. Лагова Н.Д // Актуальные проблемы экспериментальной химиотерапии опухолей. Материалы Всесоюзного совещания. — Черноголовка, 1980. — С. 222—225.
5. Лагова П.Д. II Экспер. опкол. — 1982. — № 5. — С. 38—
42.
6. Лагова II.Д., Буренин И.С. Гормоны и рак молочной железы. — Алма-Ата, 1981. — С. 26—39.
7. Лагова П.Д., Смирнова З.С. II Экспериментальная онкология. В печати.
8. Лагова II.Д., Софьина З.П., ШкоОинская Е.Н. и др. // Вопр. онкол. — 1988. — Т. XXXIV. — № 11. — С. 1363—1368.
9. Лагова If.Д., Киселев В.И., Курдюмова К.Н. и др. И Вопр. онкол. — 1989. — Т. XXXV. — № 4. — С. 450—456.
10. Лазарев II.И. Теоретические основы профилактики и терапии дисгормональных опухолей. М.: Медгиз, 1963. — С. 216.
11. Лазарев II.И., Лагова Н.Д. Нейроэндокринные корреляции. — Обнинск, 1968. — С. 66—68.
12. Ларионов Л.Ф., Софьина З.П., Лагова Н.Д. и др. II Вопр.онкол. — 1968. — Т. 14, № 11. — С. 61-64.
13. Ревазова Е.С. Актуальные проблемы экспериментальной химиотерапии. — Черноголовка, 1980. — Том 2. — С. 171 — 174.
14. Софьина З.П., Лагова II.Д., Валуева И.М. и др. // Груды
1-й Всесоюзной конференции по химиотерапии злокачественных опухолей. — Рига, 1968. — С. 441—448.
15. Софьина З.Н., Сыркин АЛ., Голдин Л., Кляйн А. Экспериментальная оценка противоопухолевых препаратов в СССР и США. — М., 1976. — С. 296.
16. Столл Б.Л. Эндокринная терапия злокачественных опухолей. — М., 1976. — С. 463.
17. Briand Р., Нои-Jensen R. el al. // Europ. J. Cancer. — 1981.
— Vol. 17, № 6. — P. 635—644.
18. Brunner N.. Iiastern G.B. el al. // Eur. J. Cancer Clin. Oncol.
— 1985. — Vol. 21. — P. 833—843.
19. CardarelH N.F., Kanakkanatt 5. К // Patent № 4, 634, 693.
— 1987. — P. 20.
20. Costa S.D., Luengo E., Eppenberger V. // Contr. Oncol. —
1986. — Vol. 23. — P. 79—88.
21. Dorfman R.I. Methods in hormone research. — New York, London, 1962. — Vol. 2. — P. 113—125.
22. Erdstein J., Wisebord S., Mishkin Y, Mishkin S.II llepatology. — 1989. — Vol. 9. — № 4. — P. 621—624.
23. Evenacer A.M., Wins E.H.R., van Putten EM. // Eur. J. Cancer. — 1973. — Vol. 9, № 10. — P. 773—774.
24. Friedle A., Gollardis M.M. et al. 11 Cancer Res. — 1989. — Vol. 49. — P. 4758—4764.
25. Gollardis M.M., Ricchio M.E. et al. // Cancer Res. — 1990.
— Vol. 50. — P. 3189—3192.
26. Graham S.D., Jr., Poulton S.II. et al. // The Prostate. — 1985. — Vol. 7. — P. 369—376.
27. Gullino P.M., Pettigrew II.М., Grantham F.II. II J. Natl. Cancer Inst. — 1975. — Vol. 54. — P. 401—414.
28. Harper M.E., Sibley P.E.C. et al. // Urol. Res. — 1986. — Vol. 14. — P. 156 (abstr).
29. Ilarrap K.R., Riches P.J. et al // Eur. J. Cancer. — 1977. — Vol. 13. — P. 873—881.
30. Ilifrich J. II Bril. J. Cancer. — 1973. — Vol. 28. — P. 46—
54.
31. Ililf R., Freeman J.J. et al. // Cancer Chetn. Rep. — 1963. — Vol. 30. — P. 1—8.
32. Hoelm W., Schroeder F.II. et al. // 1'he Prostate. — 1980. — Vol. 1. — P. 95—104.
33. Hoelm W., Wagner M. et al. 11 The Prostate. — 1984. — Vol. 5. — P. 445—452.
34. Horoszewicz J.S., Eeong S.S. et al. // Proc. AACR. — 1979.
— Vol. 20. — P. 212.
35. Huggins C., Grand L.C., Brilkmtes F.P. II Nature. — 1961.
— Vol. 189. — P. 204—207.
36. Isaacs J.T., Heston W.D.W. et al. // Cancer Res. — 1978. — Vol. 38. — P. 4353—4359.
37. Kaighn M.E., Narayan K.S. el al. 11 Invest. Urol. — 1979. — Vol. 17. — P. 16—23.
38. Kim U., Depowski M.J. II Cancer Res. — 1875.— Vol. 35. — P. 2068—2077.
39. Konyves I. II Int. Urol. Nephrol. — 1989. — Vol. 21. — P. 393—397.
40. Kullander S., Rausing A., Trope С. II Acta Obstet. Gynecol. Stand. — 1978. — Vol. 57. — P. 149—159.
41. Ixclercq С. II Arch. Geschwulstforsch. — 1981. — Vol. 51. — № 7. — P. 643—649.
42. Iwclercq G., Devleschouwer N. et al. Breast cancer experimental and clinical aspects. — 1980. — P. 287—293.
43. Maclu’od R.M., Allen M.C., Hollander V.P. II Endocrinology.
— 1964. — Vol. 75. — P. 249—258.
44. McClelland R.A., Berger U., Miller I..S. et al // J. Clin. Oncol. — 1986. — Vol. 4. — P. 1171 —1176.
45. Mickey П.П., Stone K.R. et al // Cancer Res. — 1977. — Vol. 37. — P. 4049—4058.
46. Miura T. 11 J. Iwate med. Ass. — 1987. — Vol. 39. — № 2.
— P. 167—176.
47. Newell D.R., Wilkinson R., Harrap K.R. // Bril. J. Cancer. —
¡978. — Vol. 38. — № 1. — P. 187—188.
48. Nishikawa M. et al. // Jpn. J. Clin. Oncol. — 1988. — Vol. 18. — P. 327—333.
49. Nyce J.W., Magee P.N. et al // Carcinogenesis. — 1984. — Vol. 5. — № I. — P. 57—62.
50. Noble R.L II Cancer Res. — 1977. — Vol. 37. — P. 1929— 1933.
51. Noble R.L II Cancer Res. — 1980. — Vol. 40. — P. 3551 — 3554.
52. Ovejera A.A., Houchens D.P., Barker А.П. II 10th International Congress of Chemotherapy. — Lurich/Switzerland, 1977. — P. 605 (abstr.).
53. Okada K., Schroder F.II. et al. // Invest. Urol. — 1976. — Vol. 13. — P. 395—403.
54. Padilla G.M., Marts S.М., Vacullo R.C., Petrov V. // J. Steroid Biochem. — 1986. — Vol. 25, suppl.
— abstr. — P. 322.
55. Pollard М., Euckert P.II. II J. Natl. Cancer Inst. — 1975. — Vol. 54. — P. 643—649.
56. Redding T.W., Schally A. V. II Proc. Natl. Acad.Sci USA. — 1981. — Vol. 78. — P. 6509—6512.
57. Sato Y., Tanaka K. et al. 11 Jpn. J. Cancer Clin. — 1988. —
Vol. 34, — N. 14. — P. 1979—1984.
58. Satyaswaroop P.G., Zaino R.J., Mortel R. II Science. — 1983.
— Vol. 219. — P. 58—60.
59. Szanto J. el al. 11 Oncology. — 1989. — Vol. 46. — № 4. — P. 205—207.
60. Shimkin M.B., Cropper L el al. // Cancer Res. — 1967. — Vol. 27. — № II. — P. 1284—1288.
61. Terakawa N., Ikegami II. el al // J. Steroid. Biochem. —
1987. — Vol. 28. — № 5. — P. 571—574.
62. Watson C.S., Medina П., Clare J.II. II Cancer Res. — 1977.
— Vol. 37. — P. 3344—3348.
63. Wall M.R., Abernethy G.S., Caroll F.E, Taylor n.S. II J. Med. Chem. — 1969. — Vol. 12. — № 5. — P. 810—818.
64. Zarrow М.X., Yochim J.M., McCarthy J.L. Experimental Endocrinology A Sourcebook of Basic Techniques. — New York, London, 1964. — P. 519.
65. Zimel II., Bocancea D. II Neoplasma. — 1974. — Vol. 21. — P. 101 — 108.
Поступила 08.02.92.
