Russian Journal of BiotherapyRussian Journal of BiotherapyРоссийский биотерапевтический журнал1726-97841726-9792Publishing House ABV Press123510.17650/1726-9784-2020-19-4-74-85ORIGINAL REPORTSОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИAURUM POLYACRYLATE: THE EXPERIMENTAL STUDY OF THE ANTITUMOR ACTIVITYПОЛИАКРИЛАТ ЗОЛОТА: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ПРОТИВООПУХОЛЕВОЙ АКТИВНОСТИhttps://orcid.org/0000-0002-9484-5578OstrovskayaL. A.ОстровскаяЛ. А.
Russian Federation

4 Kosigin St., Moscow 119991

Лариса Анатольевна Островская

119334 Москва, ул. Косыгина, 4

larros@list.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8890-1924KormanD. B.КорманД. Б.
Russian Federation

4 Kosigin St., Moscow 119991

119334 Москва, ул. Косыгина, 4

https://orcid.org/0000-0002-3295-6950BluhterovaN. V.БлюхтероваН. В.
Russian Federation

4 Kosigin St., Moscow 119991

119334 Москва, ул. Косыгина, 4

https://orcid.org/0000-0002-5202-5088FominaM. M.ФоминаМ. М.
Russian Federation

4 Kosigin St., Moscow 119991

119334 Москва, ул. Косыгина, 4

https://orcid.org/0000-0001-6163-2923RikovaV. A.РыковаВ. А.
Russian Federation

4 Kosigin St., Moscow 119991

119334 Москва, ул. Косыгина, 4

https://orcid.org/0000-0001-7288-7155ChigasovaA. K.ЧигасоваА. К.
Russian Federation

4 Kosigin St., Moscow 119991

119334 Москва, ул. Косыгина, 4

https://orcid.org/0000-0002-1703-5010NekrasovaE. I.НекрасоваЕ. И.
Russian Federation

4 Kosigin St., Moscow 119991

119334 Москва, ул. Косыгина, 4

https://orcid.org/0000-0001-5659-7078AbzaevaK. A.АбзаеваК. А.
Russian Federation

1 Favorsky St., Irkutsk 664033

664033 Иркутск, ул. Фаворского, 1

https://orcid.org/0000-0001-6295-3497RiabayaO. O.РябаяО. О.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478

115478 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0003-4195-9392BurmiyJ. P.БурмийЖ. П.
Russian Federation

6 Academician Osipian St., Chernogolovka 142432

142432 Московская обл., Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 6

N.M. Emanuel Institute of Biochemical Physics, Russian Academy of SciencesФГБУН Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАНA.E. Favorsky Irkutsk Institute of Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesФГБУН Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского СО РАНN.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology of the Ministry of Health of RussiaФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава РоссииInstitute of Microelectronic Technology and Ultra-High-Purity Materials Russian Academy of SciencesФГБУН Институт проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов РАН0912202019474850912202009122020https://bioterapevt.abvpress.ru/jour/article/view/1235

Introduction. The investigation of metal substituted organic compounds as potential antitumor drugs is one of the promising areas of research in experimental and clinical oncology.

Objective. The pre-clinical study of the original antitumor drug aurum polyacrylate (aurumacryl) which belongs to such new for oncology group of compounds as polyacrylates of metals was the aim of this work.

Materials and methods.  Aurumacryl antitumor activity was determined as the tumor growth inhibitory effect against some of the murine solid tumors (Lewis lung carcinoma, Acatol adenocarcinoma and Ca-755 adenocarcinoma). Drug cytotoxic effect against some of the human tumor cells (Mel-Mo melanoma, A549 lung carcinoma, MCF-7 breast carcinoma, HCT116 colon adenocarcinoma) was evaluated with standard МТТ-test. The aurumacryl pharmacokinetics in tumor bearing mice (Lewis lung carcinoma) was studied. The inductively coupled plasma mass spectrometry method was used for the estimation of the aurum maintenance in the tested tissues (tumor, blood, kidneys, liver, lungs, spleen, brain).

Results. The 80–90 % tumor growth inhibitory effect of aurumacryl against some solid tumors in mice had been revealed in vivo as well as the death of the 60–90 % human tumor cells of various origins in vitro. Beside this the strong decrease of the number of proliferating MCF-7 tumor cells had been shown. The distribution of aurumacryl in the body of the mice with the solid tumor had been revealed.

Conclusion. On the base of the data obtained the further study of the aurumacryl as a potential antitumor agent seems rather promising.

Введение. Изучение металлоорганических соединений в качестве потенциальных противоопухолевых препаратов является одним из весьма перспективных направлений исследований в области экспериментальной и клинической онкологии.

Цель исследования – доклиническое изучение противоопухолевой активности препарата полиакрилата золота (аурумакрил), относящегося к новому для онкологии классу соединений металлополиакрилатов.

Материалы и методы. Противоопухолевая активность аурумакрила определялась по торможению роста солидных опухолей мышей (карцинома легких Льюис, аденокарцинома толстой кишки Акатол, аденокарцинома молочной железы Са-755). Цитотоксичность препарата оценивалась с использованием стандартного МТТ-теста в отношении клеточных культур опухолей человека (меланома Mel Mо, рак молочной железы MCF-7, рак легкого А549, аденокарцинома толстой кишки НСТ116). Влияние аурумакрила на пролиферацию опухолевых клеток MCF-7 изучено с использованием маркера клеточного деления (белок Ki-67). Фармакокинетика аурумакрила исследована путем измерения содержания золота в тканях опухоли (карцинома легких Льюис) и органов мышей (кровь, печень, почки, легкие, селезенка, мозг) с помощью метода масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.

Результаты. Аурумакрил вызывает торможение развития солидных опухолей мышей на 80–90 % in vivo, гибель 60–90 % клеток опухолей человека in vitro, а также потерю pепpодуктивной cпоcобноcти клетками выжившей фракции линии MCF-7. Установлено распределение аурумакрила в организме животных опухоленосителей.

Заключение. Полученные данные о противоопухолевой активности, клеточных эффектах и фармакокинетике аурумакрила свидетельствуют о перспективности дальнейшего изучения препарата в качестве потенциального противоопухолевого средства.

aurum polyacrylate (aurumacryl)experimental antitumor chemotherapyполиакрилат золота (аурумакрил)экспериментальная противоопухолевая химиотерапияThe work was financially supported by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation in the framework of the Federal Target Program “Research and Development in Priority Areas for the Development of Russia’s Science and Technology Complex for 2014–2020”. Project № 14.607.21.0199 (26th September 2017).Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ. Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы». Проект № 14.607.21.0199 (26 сентября 2017 г.).Babin V.N., Belousov Yu.A., Borisov V.I. et al. Ferrocenes as potential anticancer drugs. Facts and hypotheses.(Review). Izv. RAN Ser. khim = Russian Chemical Bulletin 2014;63(11):2405–22. (In Russ.).Бабин В.Н., Белоусов Ю.А., Борисов В.И. и др. Ферроцены как потенциальные противоопухолевые препараты. Факты и гипотезы (Обзор). Изв. РАН. Сер. Хим. 2014;63(11):2405–22. DOI: 10.1007/s11172-014-0756-7.Korman D. B. The Basics of Antitumor Chemotherapy. Moscow: Prakticheskaya meditsina, 2006. 503 р. (In Russ.).Корман Д.Б. Основы противоопухолевой химиотерапии. М.: Практическая медицина, 2006. 503 с.Markowska A., Kasprzak B., Jaszczynska-Nowinka K. et al. Nobel metals in oncology. Contemp Oncol (Pozn) 2015;19:271–5. DOI: 10.5114/wo.2015.54386.Da Silva Maia P.I., Deflon V.M., Abram U. Gold (III) complexes in medicinal chemistry. Future Med Chem 2014;6:1515–36. DOI: 10.4155/fmc.14.87.Nardon C., Pettenuzzo N., Fregona D. Gold complexes for therapeutic purpose: an update patent review (2010–2015). Curr Med Chem 2016;23:3374–403. DOI: 10.2174/0929867323666160504103843.Nobili S., Mini E., Landini I. et al. Gold compounds as anticancer agents: chemistry, cellular pharmacology and preclinical studies. Med Res Rev 2010;30(3):550–80. DOI: 10.1002/med.20168.Korman D.B., Ostrovskaya L.A., Kuz’min V.A. Gold complexes – antitumor properties, targets and mechanism of action (An Overview). Voprosy onkologii = Problems in oncology 2018;64(6):697–707. (In Russ.).Корман Д.Б., Островская Л.А., Кузьмин В.А. Золотосодержащие комплексные соединения – противоопухолевые свойства, мишени и механизмы действия (Обзор). Вопросы онкологии 2018;64(6):697–707.Korman D.B., Ostrovskaya L.A., Kuz’min V.A. Induction of Oxidative Stress in Tumor Cells: A New Strategy for Drug Therapy of Malignant Tumors(An Overview). Biophizika = Biophysics 2019;64(3):552–62. (In Russ.).Корман Д.Б., Островская Л.А., Кузьмин В.А. Индукция оксидативного стресса в опухолевых клетках – новый подход к лекарственному лечению злокачественных опухолей (Обзор). Биофизика 2019;64(3):552–62. DOI: 10.1134/S0006302919030165.Ostrovskaya L.A., Voronkov M.G., Korman D.B. et al. Experimental Study of Antitumor Activity of Polymetalacrylates against Animal TrasplantableTumors. J оf Cancer Therapy 2010;1(2):59–65. DOI: 10.4236/jct.2010.12010.Ostrovskaya L.A., Korman D.B., Bluhterova N.V. et al. Antitumor Activity of Polyacrylates of Noble Metals in Experiment. Biointerface Research in Applied Chemistry 2014;4:816–9.Ostrovskaya L.A., Voronkov M.G., Korman D.B. et al. Polyacrylates of Noble Metals as Potential Antitumor Drugs. Biophizika = Biophysics 2014;59(4):785–89. (In Russ.).Островская Л.А., Воронков М.Г., Корман Д.Б. и др. Полиакрилаты благородных металлов как потенциальные противоопухолевые препараты. Биофизика 2014;59(4):785–89. DOI: 10.1134/S0006350914040216.Ostrovskaya L.A., Varfolomeev S.D., Voronkov M.G. et al. Polymetalacrylates, ferrocene compounds, polysuccinimide as potential antitumor drugs. Izv. RAN Ser. khim. = Russian Chemical Bulletin 2014;5:1211–8. (In Russ.).Островская Л.А., Варфоломеев С.Д., Воронков М.Г. и др. Полиметаллоакрилаты, ферроценсодержащие соединения и полисукцинимид как потенциальные противоопухолевые препараты. Изв. РАН. Сер. хим. 2014;5:1211–8. DOI: 10.1007/s11172-014-0575-x.Ostrovskaya L.A., Grehova A.K., Korman D.B. et al. Experimental study of the antitumor effect of aurumacryl. Izv. RAN Ser. khim. = Russian Chemical Bulletin 2017;66(12):2333–7. (In Russ.).Островская Л.А., Корман Д.Б., Грехова А.К. и др. Экспериментальное исследование противоопухолевого эффекта препарата аурумакрила. Изв. РАН. Сер. хим. 2017;66(12):2333–7. DOI: 10.1007/s11172-017-2025-z.Ostrovskaya L.A., Grehova A.K., Korman D.B. et al. Cellular Effects of the Antitumor Drug Aurumacryl. Biophizika = Biophysics 2017;62(3):598–603. (In Russ.).Островская Л.А., Грехова А.К., Корман Д.Б. и др. Клеточные эффекты пpотивоопуxолевого пpепаpата ауpумакpил. Биофизика 2017;62(3):598–603. DOI: 10.1134/S0006350917030150.Ostrovskaya L.A., Korman D.B., Bluhterova N.V. et al. Рolyacrylates of metals are the new class of the potential antitumor drugs. Khimicheskaya phizika = Russ J Phys Chem B 2019;38(12):64–73. (In Russ.).Островская Л.А., Корман Д.Б., Блюхтерова Н.В. и др. Металлополиакрилаты – новый класс потенциальных противоопухолевых препаратов. Химическая физика 2019;38(12):64–73. DOI: 10.1134/S0207401X19120161.Smirnova M.S., Spiridonov V.V., Pozdniakova N.V. et al. Method of producing gold polyacrylate exhibiting anti-tumor activity. RF Patent of Invention № 2690536 from 04.06.2019. (In Russ.).Смирнова М.С., Спиридонов В.В., Позднякова Н.В. и др. Способ получения полиакрилата золота, проявляющего противоопухолевую активность. Патент на изобретение РФ № 2690536 от 04.06.2019.Treschalina E.M., Zhukova O.S., Gerasimova G.K. et al. Guidelines for Preclinical Study of Pharmacological Substances. Part one. (Ed. by A.N. Mironov). Moscow: Griff i K. 2012. Pp. 642–57. (In Russ.).Трещалина Е.М., Жукова О.С., Герасимова Г.К. и др. Методические рекомендации по доклиническому изучению противоопухолевой активности лекарственных средств. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая.(Ред. А.Н. Миронов и др.). М.: Гриф и К. 2012. С. 642–57.Korman D.B., Nekrasova E.I., Ostrovskaya L.A. et al. The sensitivity of human tumor cells to the cytotoxic action of aurum polyacrylate (aurumacril). Biophizika = Biophysics 2019;64(6):1138–45 . (In Russ.).Корман Д.Б., Некрасова Е.И., Островская Л.А. и др. Чувствительность клеток опухолей человека к цитотоксическому действию полиакрилата золота (аурумакрил). Биофизика 2019;64(6):1138–45. DOI: 10.1134/S0006350919060125.Ostrovskaya L.A., Korman D.B., Burmiy J.P. et al. An Experimental Study of the Pharmacokinetics of the Antitumor Drug Aurumacryl. Biophizika = Biophysics 2018;63(3):606–14. (In Russ.).Островская Л.А., Корман Д.Б., Бурмий Ж.П. и др. Экспериментальное изучение фармакокинетики противоопухолевого препарата аурумакрил. Биофизика 2018;63(3):606–14. DOI: 10.1134/S000 6350918030181.Karandashev V.K., Orlova T.A., Lezhnev A.E. et al. Use of the inductively coupled plasma mass spectrometry for element analysis of environmental objects. Inorganic Materials 2008;44(14):1491–1500. DOI: 10.1134/S0020168508140045.Abzaeva K.A., Zhilitskaya L.V., Belozerskaya G.G. et al. Effect of the metal nature on hemostatic activity of water-soluble gold and silver nanocomposites. Izv RAN Ser khim = Russian Chemical Bulletin 2017;66(12): 2314–6. (In Russ.).Абзаева К.А., Жилицкая Л.В., Белозерская Г.Г. и др. Влияние природы металла на гемостатическую активность водорастворимых нанокомпозитов серебра и золота. Изв. РАН. Сер. хим. 2017;12:2314–6. DOI: 10.1007/s11172-017-2021-3.Ranconi L., Aldinucoi D.P., Fregona D. Latest insights into anticancer activity of gold(III)-dithiocarbamato complexes. Anti-Cancer Agents in Med Chem 2010;(4):283–92. DOI: 10.2174/187152010791162298/.Saggioro D., Rigobello M.P., Paloschi L. et al. Gold (III)-dithiocarbamato complexes induce cancer cell death triggered by thioredoxin redox system inhibition and activation of ERK pathway. Chemistry & Biology 2007;14:1128–39. DOI: 10.1016/j.chembiol.2007.08.016.Casini A., Messori L. Molecular mechanisms and proposed targets for selected anticancer gold compounds. Curr Top Med Chem 2011;11:2647–60. DOI: 10.2174/156802611798040732.Zapadinskii B.I., Kotova A.V., Matveeva I.A. et al. Uv radiation induced formation of gold nanoparticles in threedimensional. Khimicheskaya phizika = Russ J Phys Chem B 2010;29(10):87–97. (In Russ.).Западинский Б.И., Котова А.В., Матвеева И.А. и др. Индуцированный УФ облучением процесс формирования наноразмерных частиц золота в трехмерной полимерной матрице. Химическая физика 2010;29(10):87–97.Plate N.A., Vasilyev A.E. Physiologically Active Polymers. Moscow: Khimiya, 1986. 293 р. (In Russ.).Платэ Н.А., Васильев А.Е. Физиологически активные полимеры. М.: Химия, 1986. 293 с.