Russian Journal of BiotherapyRussian Journal of BiotherapyРоссийский биотерапевтический журнал1726-97841726-9792Publishing House ABV Press136010.17650/1726-9784-2022-21-4-76-88ORIGINAL REPORTSОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИEffect of LHS-1269 on morphology and angiogenesis of Lewis lung carcinomaВлияние ЛХС-1269 на морфологию и ангиогенез карциномы легкого Льюисhttps://orcid.org/0000-0001-7461-3422MerkulovaI. B.МеркуловаИ. Б.
Russian Federation

24, Kashirskoe Shosse, Moscow 115552

115552 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0002-7263-7444GolubevaI. S.ГолубеваИ. С.
Russian Federation

Irina Sergeevna Golubeva

24, Kashirskoe Shosse, Moscow 115552

Ирина Сергеевна Голубева 

115552 Москва, Каширское шоссе, 24

irinagolubewa52@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5694-3492KhochenkovD. А.ХоченковД. А.
Russian Federation

24, Kashirskoe Shosse, Moscow 115552

115552 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0002-8662-3422AbramovaT. V.АбрамоваТ. В.
Russian Federation

24, Kashirskoe Shosse, Moscow 115552

115552 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0002-3125-157XErmakovaN. P.ЕрмаковаН. П.
Russian Federation

24, Kashirskoe Shosse, Moscow 115552

115552 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0002-3987-6072EktovaL. V.ЭктоваЛ. В.
Russian Federation

24, Kashirskoe Shosse, Moscow 115552

115552 Москва, Каширское шоссе, 24

N.N. Blokhin National Medical Center of Oncology, Ministry of Health of RussiaФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России1012202221476881012202210122022https://bioterapevt.abvpress.ru/jour/article/view/1360

Background. The new anticancer chemical compound LHS-1269 from the class of indolocarbazoles is undergoing preclinical studies at the N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, Ministry of Health of Russia. LHS-1269 has a high antitumor activity on transplanted tumors of mice, showed high cytotoxic activity on many tumor cells lines in vitro, and has shown an inhibitory effect on vasculogenic mimicry in tumors in vitro. LHS-1269 does not affect the catalytic activity of human topoisomerases I and IIα. An antiangiogenic mechanism of the drug’s antitumor action is suggested.

Aim. To evaluate the effect of LHS-1269 on the morphological features and angiogenesis of transplanted Lewis lung carcinoma (LLC) in BDF1 mice.

Materials and methods. In BDF1 mice (n = 20) with transplanted LLC tumor on days 1 and 3 after 5-fold intraperitoneal administration of LHS-1269 in a single dose of 60 mg (total dose – 300 mg/kg), mice (n = 20) on days 5 and 8 after a single intravenous injection of LHS-1269 at a dose of 100 mg/kg, mice (n = 20) with transplanted LLC tumor without administration of LHS-1269 (control). The assessment of the antitumor effect was carried out according to the criterion of inhibition of tumor growth (%) and the study of the morphological features of the tumors. To assess the effect of LHS-1269 on tumor angiogenesis in LLC tumor sections, a visual calculation of the average number (density) of blood vessels and immunohistochemical detection of expression of the CD31+ endothelial marker were performed.

Results. The LHS-1269 compound in animal groups with 5-fold and 1-fold use caused tumor growth inhibition – 59–70 and 67–79 %, with pronounced morphological changes and tumor cell death. There is an uneven distribution of blood vessels in tumors and surrounding tissues in all groups. LHS-1269 caused a statistically significant decrease in the average number of blood vessels in the tumor both after 5-fold and after 1-fold administration. The statistically significant decrease in the average number of blood vessels in the surrounding connective tissue tumor was observed only after 5-fold administration of the drug. The decrease in the average number of CD31+ endothelial cells after five times intraperitoneal administration was statistically insignificant compared to control (83.1 ± 8.7 and 59.6 ± 18.9, respectively). The increase in this indicator after a single intravenous injection of LHS-1269 was statistically significant.

Conclusion. LHS-1269, when administered five times and once in mice, caused pronounced morphological changes in the form of damage and death of LLC tumor cells. The results of a study of angiogenesis in a tumor do not allow an unambiguous conclusion about the inhibitory effect of LHS-1269 on angiogenesis in LLC tumors in mice.

Введение. Новое противоопухолевое соединение ЛХС-1269 из класса индолокарбазолов проходит доклинические исследования в ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России. ЛХС-1269 обладает высокой противоопухолевой активностью на перевиваемых опухолях мышей, проявляет значимую цитотоксическую активность на многих клеточных линиях in vitro, ингибирует васкулогенную мимикрию в опухолях in vitrо. ЛХС-1269 не влияет на каталитическую активность топоизомераз I и IIα человека. Возможен антиангиогенный механизм противоопухолевого действия ЛХС-1269.

Цель исследования – оценка влияния ЛХС-1269 на морфологические особенности и ангиогенез перевиваемой эпидермоидной карциномы легкого Льюис (LLC) мышей.

Материалы и методы. Группа мышей (n = 20) линии BDF1 с перевитой опухолью LLC на 1-е и 3-и сутки после 5-кратного внутрибрюшинного введения ЛХС-1269 в разовой дозе 60 мг (суммарная доза – 300 мг/кг); группа мышей (n = 20) на 5-е и 8-е сутки после однократного внутривенного введения препарата в дозе 100 мг/кг и группа мышей (n = 20) с перевитыми опухолями, которым препарат не вводили (контроль). Оценивали противоопухолевый эффект по критерию торможение роста опухоли (%) и исследовали морфологические особенности опухолей. Для оценки влияния ЛХС-1269 на опухолевый ангиогенез в срезах опухоли LLC проводили визуальный подсчет среднего числа (плотности) кровеносных сосудов и иммуногистохимическое выявление экспрессии маркера эндотелия СD31+.

Результаты. Соединение ЛХС-1269 в группах животных при 5-кратном и однократном применении вызывало торможение роста опухоли (59–70 и 67–79 %) с выраженными морфологическими изменениями и гибелью опухолевых клеток. В опухолях и окружающих тканях во всех группах обнаружено неравномерное распределение кровеносных сосудов. ЛХС-1269 вызывало статистически значимое уменьшение среднего числа кровеносных сосудов в опухоли как после 5-кратного, так и после однократного введения. Статистически значимое уменьшение среднего числа кровеносных сосудов в окружающей опухоль соединительной ткани наблюдали лишь после 5-кратного введения препарата. Снижение среднего числа СD31+-эндотелиальных клеток после 5-кратного внутрибрюшинного введения было статистически незначимым по сравнению с контролем (83,1 ± 8,7 и 59,6 ± 18,9 соответственно). Увеличение этого показателя после однократного внутривенного введения ЛХС-1269 по сравнению с контролем было статистически значимым.

Заключение. ЛХС-1269 при 5-кратном и однократном введении мышам вызывал выраженные морфологические изменения в виде повреждений и гибели клеток опухоли LLC. Результаты исследования ангиогенеза в опухоли не позволяют сделать однозначный вывод об угнетающем действии ЛХС-1269 на сосудистую сеть опухоли LLC у мышей.

antitumor compound LHS-1269Lewis lung carcinomaangiogenesismorphological changesmembrane protein CD31endothelial cellsпротивоопухолевое соединение ЛХС-1269эпидермоидная карцинома легкого Льюисангиогенезморфологические изменениямембранный белок СD31эндотелиальные клеткиGolubeva I.S., Yavorskaya N.P., Eremina V.I. et al. Antitumor activity of indolocarbazole glycosides. Rossiyskiy bioterapevticheskiy zhurnal = Russian Journal of Biotherapy 2016;15(1):23–4 (In Russ.).Голубева И.С., Яворская Н.П., Еремина В.И. и др. Противоопухолевая активность гликозидов индолокарбазолов. Российский биотерапевтический журнал 2016;15(1):23–4.Yavorskaya N.P., Golubeva I.S., Ektova L.V. et al. Antitumor activity of indolocarbazole LHS-1269. Rossiyskiy bioterapevticheskiy zhurnal = Russian Journal of Biotherapy 2016;15(1):125–6. (In Russ.).Яворская Н.П., Голубева И.С., Эктова Л.В. и др. Противоопухолевая активность индолокарбазола ЛХС-1269. Российский биотерапевтический журнал 2016;15(1):125–6.Golubeva I.S., Eremina V.I., Tikhonova N.I. et al. Study of the antitumor activity of indolocarbazole LHS-1269 on lung cancer LLC, modes and methods of administration. Rossiyskiy bioterapevticheskiy zhurnal = Russian Journal of Biotherapy 2018;17(S):21. (In Russ.).Голубева И.С., Еремина В.И., Тихонова Н.И. и др. Изучение противоопухолевой активности индолокарбазола ЛХС-1269 на раке легкого LLC, режимы и способы введения. Российский биотерапевтический журнал 2018;17(S):21.Vartanian А., Golubewa I., Shprakh Z. Is vasculogenic mimicry a hallmark of an aggressive tumor? In: Horizons in cancer research. V. 65. Ed. by Y.S. Watanabe. New York: Nova Science Publishers, Inc., 2017. P. 13–33.Zenkov R.G., Fetisov T.I., Ektova L.V. et al. Molecular mechanisms of antitumor activity of derivatives of N-glycosides of indocarbazoles LHS-1208 and LHS-1269. Uspekhi molekularnoy onkologii = Advances in molecular oncology 2018;5(4S):87.Зенков Р.Г., Фетисов Т.И., Эктова Л.В. и др. Молекулярные механизмы противоопухолевой активности производных N-гликозидов индокарбазолов ЛХС-1208 и ЛХС-1269. Успехи молекулярной онкологии 2018;5(4S):87.Acero N., Braña M.F., Añorbe L. et al. Synthesis and biological evaluation of novel indolocarbazoles with anti-angiogenic activity. Eur J Med Chem 2012;48(2):108–13. DOI: 10.1016/j.ejmech. 2011.11.040Kerbel R.S. Tumor angiogenesis. N Engl J Med 2008;358(19):2039–49. DOI: 10.1056/NEJMra0706596Senchukova M.A., Makarova E.V., Kalinin E.A., Tkachev V.V. Modern ideas about the origin, features of morphology prognostic and predictive significance of tumor vessels. Rossiyskiy bioterapevticheskiy zhurnal = Russian Journal of Biotherapy 2019;18(1):6–15. (In Russ.). DOI: 10.17650/1726-9784-2019-18-1-6-15Сеньчукова М.А., Макарова Е.В., Калинин Е.А., Ткачев В.В. Современные представления о происхождении, особенностях морфологии, прогностической и предиктивной значимости опухолевых сосудов. Российский биотерапевтический журнал 2019;18(1):6–15. DOI: 10.17650/1726-9784-2019-18-1-6-15Ivanov A.I., Puchin’yan D.M., Norkin I.A. The role of endo-thelial cells in angiogenesis. Uspekhi sovremennoy biologii = Advances in Modern Biology 2015;136(5):491–505. (In Russ.).Иванов А.И., Пучиньян Д.М., Норкин И.А. Роль эндотелиальных клеток в ангиогенезе. Успехи современной биологии 2015;136(5):491–505.Grigorieva I.N., Kharatishvili T.K., Baryshnikov A.Yu. Vasculogenic mimicry – an alternative mechanism of tumor blood supply? Rossiyskiy bioterapevticheskiy zhurnal = Russian Journal of Biotherapy 2011;10(3):25–9.Григорьева И.Н., Харатишвили Т.К., Барышников А.Ю. Васкулогенная мимикрия – альтернативный механизм кровоснабжения опухоли? Российский биотерапевтический журнал 2011;10(3):25–9.Guide to chemotherapy of tumor diseases. Ed. by N.I. Perevodchikova. 4rd edn., updated and revised. Moscow: Prakticheskaya Meditsina, 2015. P. 41–48. (In Russ.).Руководство по химиотерапии опухолевых заболеваний. Под ред. Н.И. Переводчиковой. 4-е изд., доп. и перераб. М.: Практическая медицина, 2015. C. 41–48.Blokhin D.Y., Chmutin E.F., Ivanov P.K. Molecular targets for anticancer therapy: growth factors, angiogenesis and apoptosis. Rossiyskiy bioterapevticheskiy zhurnal = Russian Journal of Biotherapy 2011;10(3):17–24. (In Russ.).Блохин Д.Ю., Чмутин Е.Ф., Иванов П.К. Молекулярные мишени для противоопухолевой терапии: факторы роста, ангиогенеза и апоптоза. Российский биотерапевтический журнал 2011;10(3):17–24.Livanova A.A., Deev R.V., Rizvanov A.A. Modern methods for the study of angiogenesis in the experiment. Geni i kletki = Genes and Cells 2015;10(1):115–27. (In Russ.).Ливанова А.А., Деев Р.В., Ризванов А.А. Современные методы исследования ангиогенеза в эксперименте. Гены и клетки 2015;10(1):115–27.Gorban N.E., Koryakin O.B., Popov A.M. et al. The role of morphological parameters of intratumoral microvessels and proliferative activity of tumor cells in renal cell carcinoma. Onkourologiya = Oncourology 2012;8(4):10–4. (In Russ.). DOI: 10.17650/1726-9776-2012-8-4-10-14Горбань Н.Е., Корякин О.Б., Попов А.М. и др. Роль морфологических показателей внутриопухолевых микрососудов и пролиферативной активности опухолевых клеток при почечно-клеточном раке. Онкоурология 2012;8(4):10–4. DOI: 10.17650/1726-9776-2012-8-4-10-14Sprindzukn M.V. Angiogenesis and digital pathology. Available at: https://oncology.ru/specialist/journal_oncology/archive/0211/001/?ysclid=lasqywgmsy404775687. (In Russ.).Спринджук М.В. Ангиогенез и цифровая патология. Доступно по: https://oncology.ru/specialist/journal_oncology/archive/0211/001/?ysclid=lasqywgmsy404775687.Nikitenko N.V., Senchukova M.A., Tomchuk O.N. et al. Morphological characteristic and clinical value of different types of tumor vessels in breast cancer. Rossiyskiy bioterapevticheskiy Zhurnal = Russian Journal of Biotherapy 2016;15(3):15–22. (In Russ.). DOI: 10.17650/1726-9784-2016-15-3-22Никитенко Н.В., Сеньчукова М.А., Томчук О.Н. и др. Морфологическая характеристика и прогностическое значение разных типов сосудов при раке молочной железы. Российкий биотерапевтический журнал 2016;15(3):15–22. DOI: 10.17650/1726-9784-2016-15-3-22Khochenkov D.A., Saprykina N.S., Baryshnikova M.A. et al. A new mechanism of action of aranose – blockade of neoangiogenesis. Vestnik RONTS im. N.N. Blokhina = Journal of N.N. Blokhin Russian Oncology Center 2015;3:71–5. (In Russ.).Хоченков Д.А., Сапрыкина Н.С., Барышникова М.А. и др. Новый механизм действия аранозы – блокада неоангиогенеза. Вестник РОНЦ им. Н.Н. Блохина 2015;3:71–5.Fedoseeva V.V., Postovalova E.A., Khalansky V.A. et al. Druginduced pathomorphosis of glioblastoma 101.8 in Wistar rats treated with doxorubicin bound to poly(lactide-co-glycolide) nanoparticles. Sovremenniye tehnologii v meditsine = Modern Technologies in Medicine 2018;10(4):105–12. (In Russ.). DOI: 10.17691/stm2018.10.4.12Федосеева В.В., Постовалова Е.А., Халанский В.А. и др. Лекарственный патоморфоз глиобластомы 101,8 у крыс линии Wistar при лечении наноразмерной формой доксoрубицина на основе полилактидных наночастиц. Современные технологии в медицине 2018;10(4):105–12. DOI: 10.17691/stm2018. 10.4.12Plotnikova N.A., Pyataev N.A., Kanaev P.M. et al. Features of the morphology of Lewis lung carcinoma against the background of correction of tumor growth with melatonin and 3-hydroxypyridine. Fundamentalnie issledovaniya = Basic Research 2014;(10-3):549–52.Плотникова Н.А., Пятаев Н.А., Канаев П.М. и др. Особенности морфологии карциномы легкого Льюиса на фоне коррекции опухолевого роста мелатонином и 3-гидроксипиридином. Фундаментальные исследования 2014;(10-3):549–52Dzhadranov E.S., Ergazina M.Zh., Dzhangeldina Z.N., Krasnoshtanov A.V. Influence of cyclophosphane on the development of an experimental transplantable tumor of sarcoma rats 45. Vestnik KazNMU = Bulletin of Kazakh National Medical University 2015;(1):351–3. (In Russ.).Джадранов Е.С., Ергазина М.Ж., Джангельдина З.Н., Красноштанов А.В. Влияние циклофосфана на развитие экспериментальной перевивной опухоли крыс саркома 45. Вестник КазНМУ 2015;(1):351–3.Graboviy O.M., Tarasova T.O., Kushubarova M.V. Histological assessment of tumor response to chemotherapy/radiation therapy. Klinichna onkologiya = Clinical Oncology 2012;6(2):138–43. (In Russ.).Грабовий О.М., Тарасова Т.О., Кушубарова М.В. Гистологическая оценка ответа опухоли на химио-/лучевую терапию. Клiнiчна Онкологiя 2012;6(2):138–43.Galakhin K.A., Yugrinov O.G., Kurik E.G. et al. Chemotherapeutic pathomorphosis of malignant tumors. Ukrainskiy khimioterapevticheskiy zhurnal = Ukrainian Journal of Chemotherapy 2000;4:8–12. (In Russ.).Галахин К.А., Югринов О.Г., Курик Е.Г. и др. Химиотерапевтический патоморфоз злокачественных опухолей. Украинский химиотерапевтический журнал 2000;4:8–12.Treshcalina Е.M., Zhukova O.S., Gerasimova G.K. et al. Guidelines for preclinical study of the antitumor activity of drugs. In: Guidelines for conducting preclinical studies of drugs. Part 1. Ed. by A.N. Mironov, N.D. Bunyatyan, A.N. Vasil‘yev et al. Мoscow: Grief i K, 2012. P. 642–57. (In Russ.).Трещалина Е.М., Жукова О.С., Герасимова Г.К. и др. Методические рекомендации по доклиническому изучению противоопухолевых лекарственных средств. В кн.: Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Ч. 1. Под ред. А.Н. Миронова, Н.Д. Бунятян, А.Н. Васильева и др. М.: Гриф и К, 2012. С. 642–57.Mayo J.G. Biological characterizations of the subcutaneously implanted Lewis lung tumor. Cancer Chemother Rep (2) 1972;3(1):325–30.