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A.G. Fedorchuk, O.N. Pyaskovskaya, G.V. Gorbik, I.V. Prokhorova, D.L. Kolesnik, G.I. Solyanik

1R.E. Kavetsky Institute of Experimental Pathology, Oncology and Radiobiology, NAS of Ukraine, Kyiv 03022, Ukraine.

Korrespondenz:

[email protected]: 17. Mai 2016



Zusammenfassung

Hintergrund: Die krebshemmende Wirkung von Natriumdichloracetat (DCA) könnte mit seiner Fähigkeit zusammenhängen, die oxidative Phosphorylierung zu aktivieren, was zu einer verstärkten Bildung reaktiver Sauerstoffspezies und zur Induktion der Apoptose führt. Andererseits könnte die Aktivierung der oxidativen Phosphorylierung das Überleben der Tumorzellen fördern, insbesondere durch eine erhöhte ATP-Synthese. Diese zweideutigen Wirkungen von DCA könnten seine krebsbekämpfende Wirksamkeit beeinflussen, die von den biologischen Eigenschaften eines Tumors, dem Zeitplan der DCA-Verabreichung und seiner Dosierung abhängt. Ziel der Studie war es, die krebshemmende Wirkung von DCA gegen Glioma С6 bei Ratten unter den Bedingungen verschiedener Verabreichungsschemata und verschiedener Dosierungen zu analysieren.

Materialien und Methoden: Die Studie wurde an Wistar-Ratten mit intrazerebral transplantierten Gliom-С6-Zellen durchgeführt. Die Therapie mit DCA wurde wie folgt durchgeführt: täglich für 6 Tage ab dem zweiten Tag nach der Transplantation der Tumorzellen (Schema І) oder am 7. Tag (Schema ІІ) in einer Dosis von 1,0 g/kg oder täglich für 13 Tage ab dem zweiten Tag in Dosen von 1,0; 1,5 oder 4,5 g/kg (Schema ІІІ). Der Einfluss der Hypoxie auf die krebshemmende Wirkung von DCA wurde mit Hilfe von Hypoxiekammern untersucht, in denen der Sauerstoffgehalt 3 Stunden lang nach der DCA-Verabreichung an Ratten mit Glioma С6 auf einem Niveau von 12,5-13% gehalten wurde. Der Zustand der Komponenten der mitochondrialen Elektronentransportkette in Tumorzellen wurde mit Hilfe der paramagnetischen Elektronenresonanz untersucht.

Ergebnisse: Es hat sich gezeigt, dass eine DCA-Therapie nach Schema I zu einer 15%igen Verkürzung der Lebensspanne (LS; < 0,05) der Tiere führte, während die Verwendung von Schema II keine Auswirkungen auf diesen Index hatte. Die verlängerte Verabreichung von DCA (Schema ІІІ) führte zu einer signifikanten Antitumorwirkung und erhöhte die Lebenserwartung der Ratten um 25,5 % (p < 0,05). Unter hypoxischen Bedingungen führte die Behandlung mit DCA zu einem signifikanten Anstieg der LS der Tiere um 15-22%. Die Dosierung von DCA hatte eine mäßige Auswirkung auf die krebsbekämpfende Wirkung. Die maximale Wirkung, eine Zunahme der LS um 34,5 % (p < 0,05), wurde bei einer Dosis von 1,5 g/kg festgestellt. Es hat sich gezeigt, dass die krebshemmende Wirkung von DCA unter allen untersuchten Bedingungen nicht mit seinem Einfluss auf den Funktionszustand der Mitochondrien der Tumorzellen zusammenhängt.

Schlussfolgerung: Die krebshemmende Wirkung von DCA hängt wesentlich vom Verabreichungsschema ab. Wird DCA in gleicher Gesamtdosis verabreicht, kann es je nach Verabreichungsschema mehrdeutige Wirkungen hervorrufen, die von der Stimulierung des Tumorwachstums bis zu einer signifikanten krebshemmenden Wirkung reichen. Unter hypoxischen Bedingungen ist die krebshemmende Wirkung von DCA gegen das Gliom С6 deutlich erhöht.


Schlüsselwörter: Natriumdichloracetat, Gliom С6, mitochondriale Elektronentransportkette.
Verwendete Abkürzungen: DCA – Natriumdichloracetat; EPR – paramagnetische Elektronenresonanz; LS – Lebensspanne; MtETC – mitochondriale Elektronentransportkette; PDH – Pyruvatdehydrogenase-Kinase; ROS – reaktive Sauerstoffspezies.


EINLEITUNG

Laut Statistiken der Weltgesundheitsorganisation liegt die durchschnittliche Inzidenzrate von Hirntumoren bei 10,9-12,8 pro 100 000 Einwohner [1]. Nahezu 60 % aller Tumoren des Zentralnervensystems sind bösartige Neubildungen, von denen Gliome bis zu 50-55 % ausmachen. Statistisch gesehen machen Gliome nur 1,4 % aller klinisch diagnostizierten Tumoren aus, aber die Prognose für Gliompatienten ist die ungünstigste. Die durchschnittliche Überlebenszeit von Patienten mit malignem Gliom nach der Erstdiagnose beträgt in der Ukraine etwa 8 Monate und in den USA 14 Monate [2]. Aus diesem Grund gehört die Therapie von Patienten mit Gliomen unterschiedlichen Malignitätsgrades zu den wichtigsten Problemen der modernen klinischen Onkologie.

Trotz der Entwicklung zahlreicher neuartiger Krebsmedikamente ist der Hauptansatz für die Therapie von Gliompatienten derzeit immer noch eine „Verzweiflungstherapie“, d.h. die Operation, deren Wirksamkeit jedoch unzureichend gering ist [3, 4]. Es wird vermutet, dass die Ineffizienz der radikalen Entfernung von Gliomen größtenteils durch die Invasion des Tumors in das umgebende normale Gewebe verursacht wird, wodurch die Bildung indiskreter Ränder erheblich reduziert wird.

Moderne Protokolle für die Strahlentherapie maligner Gliome empfehlen eine fraktionierte Bestrahlung mit niedrigen Tagesdosen (> 2 Gy), bei einer Gesamtdosis von 60-90 Gy [5]. Allerdings konnten auch die modernen Bestrahlungsmethoden nicht dazu beitragen, die extrem geringe Wirksamkeit der Therapie zu überwinden, die auf die hohe Radioresistenz des Glioms aufgrund der Entwicklung einer lokalen Hypoxie zurückzuführen ist [6].

Chemotherapeutika (einschließlich Target-Agenten) sind bei Gliomen aufgrund ihrer schlechten Bioverfügbarkeit wenig wirksam [7-10]. So zeigt die Analyse von Biopsien maligner Gliome in den meisten Fällen das Vorhandensein einer defekten, aber funktionsfähigen hämatoenzephalen Schranke, die die Passage vieler Zielpräparate (insbesondere Antikörper gegen Wachstumsfaktoren und Rezeptoren) verhindert. Zur Behandlung des malignen Glioms wird nur ein alkylierendes Zytostatikum, Temozolomid, eingesetzt. Es ist zu beachten, dass ein Ansprechen auf die Therapie mit Temozolomid nur bei 5-8 % der Patienten im Falle einer Monotherapie und bei etwa 20 % der Patienten im Falle einer adjuvanten Therapie mit Temozolomid in Kombination mit einer Strahlentherapie oder einer chirurgischen Behandlung beobachtet werden konnte [11, 12].

Es ist bekannt, dass in einem großen Teil der bösartigen Tumoren ATP durch Glykolyse auch in Gegenwart von Sauerstoff erzeugt wird (Warburg-Effekt). Die aerobe Glykolyse ist ein wenig effektiver Weg der ATP-Erzeugung, aber sie unterstützt das hohe Proliferationspotenzial von Tumorzellen und fördert ihr Überleben, indem sie das Risiko der Bildung apoptotischer Stimuli verringert [13, 14]. Daher wird in den letzten Jahren der Tumorstoffwechsel, der diese Wachstumsvorteile bietet, als neues Ziel für die Krebstherapie angesehen, und Verbindungen, die die Glykolyse in Tumorzellen hemmen können, werden als potenziell wirksame Krebsmittel untersucht [15-17]. Unter den Antimetabolika, die gegen viele Krebszelltypen wirken, ist Natriumdichloracetat (DCA) zu nennen [18-20].

DCA hemmt die Pyruvatdehydrogenase-Kinase (PDH), was zu einer indirekten Aktivierung von Enzymen des PDH-Komplexes und folglich zu einer Verlagerung des Zellstoffwechsels von der Glykolyse zur oxidativen Phosphorylierung führt. Im Falle einer Aktivierung der oxidativen Phosphorylierung und einer verringerten Intensität der Glykolyse bei DCA-Wirkung könnte man eine Hemmung der Tumorzellproliferation erwarten, die insbesondere durch eine signifikante Verringerung des Gehalts an Metaboliten des Pentosephosphat-Bypasses und Pyruvat verursacht wird, die für die Synthese von Proteinen und Nukleinsäuren wichtig sind. Die DCA-induzierte Aktivierung des mitochondrialen Stoffwechsels kann zu einer Blockierung der Tumorzellproliferation und zu einer verstärkten Bildung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) sowie zur Induktion der Apoptose führen. Obwohl die krebsbekämpfende Wirkung von DCA theoretisch offensichtlich ist, ist ihre Wirksamkeit nicht garantiert. Wie gezeigt wurde [21], übt DCA in einem breiten Konzentrationsbereich zwar eine zytostatische, aber keine zytotoxische Wirkung aus, was durch die Daten über die Abwesenheit seiner Wirkung auf den intrazellulären ROS-Spiegel, die Laktatproduktionsrate und die Apoptoserate in Gliomzellen С6 bestätigt wird.

Darüber hinaus ist zu beachten, dass die DCA-induzierte Aktivierung der oxidativen Phosphorylierung nicht nur eine krebshemmende Wirkung haben kann, sondern auch das Überleben der Tumorzellen durch eine erhöhte ATP-Synthese fördern kann. Dieser ambivalente Einfluss auf das Überleben der Tumorzellen führt zu einer Variabilität der DCA-Aktivität [22, 23]. Die biologischen Eigenschaften eines Tumors, der Zeitplan der DCA-Verabreichung und die DCA-Dosierung können die krebsbekämpfende Wirkung von DCA erheblich beeinflussen.

Das Ziel der Studie war die Analyse der krebsbekämpfenden Wirksamkeit von DCA gegen das Gliom С6 bei Ratten unter den Bedingungen verschiedener Verabreichungsschemata und Dosierungen.

MATERIALIEN UND METHODEN

Die Studie wurde an weiblichen Wistar-Ratten im Alter von 2,5-3 Monaten und einem Gewicht von 90-150 g durchgeführt, die in der Tieranlage des R.E. Kavetsky Instituts für experimentelle Pathologie, Onkologie und Radiobiologie der Nationalen Akademie der Wissenschaften der Ukraine (IEPOR) gezüchtet wurden. Die Verwendung und Pflege der Versuchstiere erfolgte in Übereinstimmung mit den internationalen Standardregeln der Bioethik und wurde vom Institutional Animal Care and Use Committee genehmigt. Die Zelllinie des Glioms С6 wurde aus der Nationalen Bank für Zelllinien und Tumorstämme des IEPOR bezogen.

Die Glioma С6-Zellen wurden in vitro in DMEM-Kulturmedium mit 10% FBS (Sigma, USA), 2 mM L-Glutamin und 40 mg/ml Gentamycin bei 37 °С in befeuchteter Atmosphäre mit 5% СО2 kultiviert. Die Transplantation von Gliom-С6-Zellen erfolgte unter Vollnarkose durch intrazerebrale Inokulation von 0,6-106 Zellen in 0,05 ml physiologischer Lösung in den linken Parietalbereich (Vorderhorn des linken Seitenventrikels).

Wässrige DCA-Lösung (Sigma-Aldrich, USA) wurde täglich per os durch einen Schlauch in einem Volumen von 3 ml pro Tier verabreicht. Die Therapie mit DCA wurde nach verschiedenen Schemata und in unterschiedlichen Dosierungen durchgeführt:

  • zeitplan І – DCA wurde ab dem zweiten Tag nach der Tumorzelltransplantation täglich für 6 Tage in einer Gesamtdosis von 1,0 g/kg verabreicht;
  • schema ІІ – DCA wurde ab dem7. Tag nach der Tumorzelltransplantation 6 Tage lang täglich in einer Gesamtdosis von 1,0 g/kg verabreicht;
  • schema ІІІ – DCA wurde täglich für 13 Tage ab dem zweiten Tag in einer Gesamtdosis von 1,0; 1,5 oder 4,5 g/kg verabreicht.

Alle Tiere der entsprechenden Kontrollgruppen erhielten 3,0 ml Wasser für die Injektionen nach dem Schema der DCA-Verabreichung. Es gab 13-15 Ratten pro Gruppe.

Am 14. Tag nach der Inokulation der Tumorzellen wurden 4-5 Ratten aus jeder Gruppe unter Äthernarkose getötet, Blut wurde entnommen und Hirngewebe für weitere Untersuchungen entnommen.

Die Veränderung der Überlebenszeit (CST) der verbleibenden Tiere diente als Index für die krebshemmende Wirkung der Behandlung, die nach einer Formel berechnet wurde:

CST (%) = 100 (ST – STC)/STC,

wobei ST und STС die Überlebenszeit der Ratten aus den Versuchs- bzw. Kontrollgruppen sind.

Der Einfluss der Hypoxie (Inhibitor der oxidativen Phosphorylierung) auf die krebshemmende Wirkung von DCA wurde mit Hilfe von Hypoxiekammern untersucht, in denen der Sauerstoffgehalt 3 Stunden lang nach der DCA-Verabreichung an Ratten mit Gliom С6 auf einem Niveau von 12,5-13% gehalten wurde. Der Sauerstoffgehalt in den hypoxischen Kammern wurde mit dem Oxymeter ISO2 (World Precision Instruments, USA) kontrolliert. Die krebshemmende Wirkung der Behandlung wurde durch die Verlängerung der Überlebenszeit der Tiere mit Gliom С6 bewertet.

Die Veränderungen des Zustands der Komponenten der mitochondrialen Elektronentransportkette (MtETC) in den Tumorzellen wurden mit der Methode der paramagnetischen Elektronenresonanz analysiert. Die Analyse der Proben mittels paramagnetischer Elektronenresonanz (EPR) wurde bei 77 К mit dem Spektrophotometer Е-109 Varian (USA) durchgeführt. Anhand der Daten der EPR-Spektroskopie wurden die Gehalte an reduzierten Nicht-Häm-Eisen-Schwefel (Fe-S)-Zentren (g = 1,94) der MtETC-Proteine, Nitrosyl (NO)-Komplexe von Häm-Eisen (gсер= 2,01) und Fe-S-Nitrosyl-Komplexe (gсер= 2,03) bestimmt.

Die statistische Analyse der Daten erfolgte mittels deskriptiver Methoden, Korrelationsanalyse, nichtlinearer Regressionsanalyse, Student’s t-test und Mann-Whitney-U-Test unter Verwendung von Microsoft Excel, Microcal Origin und Statistica. Die Daten werden als M ± m angegeben.

ERGEBNISSE UND DISKUSSION

Die Ergebnisse der Studie haben gezeigt, dass die Wirksamkeit von DCA gegen das Gliom С6 vom Verabreichungsschema abhängt und signifikant erhöht wird, wenn die Tiere nach der Verabreichung dieses Mittels für 3 Stunden unter hypoxischen Bedingungen gehalten werden.

Wie man sehen kann (Tabelle 1), führte die Therapie mit DCA nach dem Schema I zu einer 15%-igen Verkürzung der Lebenszeit der Tiere (LS; р < 0,05). Bei Anwendung von Schema II, das sich von Schema I durch einen späteren Zeitpunkt des Behandlungsbeginns unterscheidet, wurde keine Auswirkung auf die Lebensdauer der Versuchstiere beobachtet. Die verlängerte Verabreichung von DCA (Schema ІІІ) führte zu einer signifikanten Antitumorwirkung und erhöhte die Lebenserwartung der Ratten um 25,5% (p < 0,05).

Normalerweise ist in präklinischen Versuchen die Wirksamkeit von Krebsmitteln, deren Verabreichung vor dem Hintergrund eines bereits entwickelten Tumors (Tage 7-10 nach der Inokulation von Tumorzellen) beginnt, geringer, als wenn solche Mittel zu einem früheren Zeitpunkt (Tag 2 nach der Inokulation von Tumorzellen) verabreicht werden. Unsere Daten haben jedoch ein gegenteiliges Bild gezeigt: Die Wirksamkeit von DCA ist bei einem entwickelten Tumor höher. Es ist bekannt, dass ein entwickelter Tumor durch die Entwicklung einer intratumoralen Hypoxie gekennzeichnet ist. Die Erhöhung der LS von Ratten mit Gliom С6 nach längerer Verabreichung von DCA vor dem Hintergrund eines entwickelten Tumors könnte mit der Entwicklung der intratumoralen Hypoxie insofern zusammenhängen, als die DCA-induzierte Aktivierung der oxidativen Phosphorylierung unter den Bedingungen des Sauerstoffmangels die ATP-Synthese deutlich verringert und folglich zum Tod der Tumorzellen führen kann. Diese Annahme stimmt mit den Ergebnissen der Studie überein, in der der Einfluss der Hypoxie auf die Wirksamkeit der zytotoxischen/zytostatischen Wirkung von DCA gegen Gliomzellen С6 in vitro untersucht wurde. Wie es gezeigt wurde [21], wurde eine bedeutende Verstärkung der zytotoxischen Wirkung von DCA gegen Glioma С6-Zellen unter hypoxischen Bedingungen (dreifache Senkung der DCA-IC50 im Vergleich zu der unter normoxischen Bedingungen der Kultivierung) durch eine hochgradige DCA-induzierte Nekrose der Zellen bestimmt.

Die Verabreichung von DCA unter hypoxischen Bedingungen führte zu einer signifikanten Verstärkung seiner krebshemmenden Wirkung. Insbesondere hatte die Verabreichung von DCA nach Schema I unter hypoxischen Bedingungen keine Auswirkung auf die LS der Versuchstiere, während eine solche Therapie in Abwesenheit von Hypoxie den Tumorprozess stimulierte und eine 15%ige Verringerung der LS bewirkte. Die Verabreichung von DCA nach Schema II unter hypoxischen Bedingungen führte zu einer signifikanten Verlängerung der Lebenserwartung der Ratten um 22 % im Vergleich zu den Tieren, die unter normoxischen Bedingungen mit DCA behandelt wurden (Tabelle 1). Es ist jedoch anzumerken, dass eine signifikante Variabilität der Antigliom-Wirkung von DCA nach verschiedenen Verabreichungsschemata sowohl unter Hypoxie- als auch unter Normoxie-Bedingungen beobachtet wurde.

Art der TherapieZeitplan für die DCA-VerabreichungZeitplan für die DCA-VerabreichungZeitplan für die DCA-VerabreichungVeränderung der LS, %
AnzahlBeginn (Tag)Dauer der Behandlung (Tage)
DCAІ26-15.0
DCAІІ760
DCAІІІ21325.5
DCA + HypoxieІ260
DCA + HypoxieІІ7622
Tabelle 1. Anti-Krebs-Wirksamkeit von DCA, verabreicht nach verschiedenen Zeitplänen unter normoxischen und hypoxischen Bedingungen

Unter den möglichen Mechanismen der krebsbekämpfenden Wirkung von Inhibitoren des Energiestoffwechsels von Tumorzellen, einschließlich DCA, könnte man die Fähigkeit dieser Mittel erwähnen, eine schädliche Wirkung auf den Funktionszustand von MtETC in Tumorzellen durch Aktivierung der oxidativen Phosphorylierung, Hypoxie und mögliche Defekte des mitochondrialen Systems auszuüben. Aus diesem Grund haben wir den Einfluss von DCA auf den Funktionszustand von MtETC mit Hilfe der EPR-Spektroskopie untersucht.

Die hohe Invasivität von Gliomen erschwert eine genaue Trennung von Tumor- und Normalgewebe. Aus diesem Grund haben wir für die Vorbereitung der EPR-Proben das Gewebe der Gehirnhälfte mit dem Tumor und zum Vergleich das Gewebe der Gehirnhälfte ohne Tumor verwendet.

Als Indizes für den Funktionszustand des MtETC haben wir die Werte der NO-Komplexe des mitochondrialen Häm-Eisens (das die schädigende Wirkung von ROS und Stickstoff auf das ETC widerspiegelt) und den Gehalt an Fe-S-Zentren verwendet, die direkt den Funktionszustand dieses energetischen Systems widerspiegeln.

Die Analyse der Auswirkungen von DCA unter den Bedingungen von Normoxie und Hypoxie auf den Funktionszustand von MtETC in den Gliomzellen С6 zeigte, dass es keine Korrelation zwischen der Funktionalität von MtETC und dem LS der Versuchstiere gibt (Tabelle 2).

Wie aus der Tabelle 2 ersichtlich ist, hatte die Verabreichung von DCA nach allen Schemata unter den Bedingungen der Normoxie und Hypoxie keinen Einfluss auf die Niveaus der Fe-S-Zentren in der Gehirnhälfte mit dem Gliom С6, sogar vor dem Hintergrund der bedeutenden (mehr als 46,7%) Erhöhung des Nitrosylierungsniveaus der Häm-Proteine, die nach der DCA-Verabreichung unter normoxischen Bedingungen registriert wurde. Es wird angenommen, dass die Abnahme des Gehalts an Fe-S-Zentren im Tumorgewebe eine Fehlfunktion von MtETC charakterisiert, die zum Tod der Tumorzellen führt. Der unveränderte Gehalt an Fe-S-Zentren deutet darauf hin, dass die krebshemmende Wirkung von DCA nicht mit seinem Einfluss auf den Funktionszustand der Mitochondrien in den С6-Gliomzellen verbunden ist.

Gruppe von TierenZerebrale Hemisphäre mit Gliom
Schema ІSchema ІІZeitplan ІІІ
Intensität des EPR-Signals für NO-Häm-Komplexe (g = 2,01; a.u.)
Kontrolle100.0 ± 2.9100.0 ± 6.5100.0 ± 1.4
DCA153.1 ± 21.7*146.7 ± 13.0*152.4 ± 20.8*
DCA + Hypoxie87.4 ± 14.3148.4 ± 9.8*103.6 ± 10.7
Intensität des EPR-Signals für Fe-S-Zentren (g=1,94; a.u.)
Kontrolle100.0 ± 40.4100.0 ± 19.1100.0 ± 28.9
DCA97.5 ± 17.4112.4 ± 23.083.3 ± 19.2
DCA + Hypoxie100.6 ± 37.3115.1 ± 40.0108.3 ± 16.0
Tabelle 2. Einfluss von DCA, verabreicht nach verschiedenen Zeitplänen unter Normoxie- und Hypoxie-Bedingungen, auf die Indizes des Funktionszustandes von MtETC in den Zellen der Gehirnhälfte mit GliomAnmerkung
: *p < 0,05, Unterschiede sind signifikant im Vergleich zum Wert der Kontrolle.



Im Gegensatz zu den Hirngewebeproben mit Gliom sank der Gehalt an NO-Häm-Komplexen in normalem Hirngewebe nach DCA-Verabreichung nach den Zeitplänen І und ІІІ signifikant um mehr als 17% unter den Bedingungen von Normoxie und Hypoxie (Tabelle 3). Das Niveau der Fe-S-Zentren im normalen Hirngewebe blieb jedoch unverändert.

Gruppe der TiereGroßhirnhemisphäre ohne Gliom
Schema ІSchema ІІZeitplan ІІІ
Intensität des EPR-Signals für NO-Häm-Komplexe (g = 2,01; a.u.)
Kontrolle100.0 ± 3.4100.0 ± 4.3100.0 ± 2.7
DCA82.8 ± 3.4*119.6 ± 2.9*82.9 ± 3.6*
DCA + Hypoxie72.1 ± 9.9*123.0 ± 9.156.8 ± 20.4*
Intensität des EPR-Signals für Fe-S-Zentren (g = 1,94; a.u.)
Kontrolle100.0 ± 34.0100.0 ± 5.3100.0 ± 20.0
DCA129.0 ± 37.7103.2 ± 23.8101.3 ± 28.1
DCA + Hypoxie109.9 ± 17.3105.3 ± 21.2104.0 ± 19.0
Tabelle 3. Einfluss von DCA, verabreicht nach verschiedenen Zeitplänen unter den Bedingungen von Normoxie und Hypoxie, auf die Indizes des funktionellen Zustands von MtETC in den Zellen der zerebralen Hemisphäre ohne GliomAnmerkung
: *p < 0,05, die Unterschiede sind signifikant im Vergleich zum Wert der Kontrolle.

Die Untersuchung der Auswirkungen der DCA-Dosierung auf die LS von Ratten erfolgte nach dem Schema mit der höchsten krebsbekämpfenden Wirksamkeit. Es hat sich gezeigt, dass die DCA-Dosis einen mäßigen Einfluss auf die Wirksamkeit seiner Antigliomwirkung hat (Abbildung, Tabelle 4). Die maximale Wirkung wurde registriert, wenn DCA in einer Dosis von 1,5 g/kg verabreicht wurde: Die LS der Versuchstiere stieg um 34,5 % (p < 0,05). Eine Erhöhung der DCA-Dosis auf bis zu 4,5 g/kg führte nicht zu einem weiteren Anstieg der Wirksamkeit: Die LS der Ratten war signifikant höher als die der nicht mit DCA behandelten Kontrolltiere, unterschied sich aber nicht von der der mit einer Dosis von 1,0 g/kg behandelten Tiere.

Eine Analyse der Wirkungen von DCA bei längerer Verabreichung in verschiedenen Dosen ergab keine signifikanten Veränderungen der Nitrosylierungswerte von Häm-Proteinen und des Gehalts an Fe-S-Zentren in den Zellen der Gehirnhälften mit Gliom (Tabelle 5) und im normalen Hirngewebe (Tabelle 6).

Abbildung. Überlebenskurven von Ratten mit Gliom С6, die mit DCA in verschiedenen Dosen nach Schema III behandelt wurden
Gesamtdosis
,g/kg
Zeitplan der VerabreichungBeginn (Tag)Dauer der Therapie (Tage)Veränderung der LS, %
1.0III213+25.5
1.5III213+34.5
Tabelle 4. Abhängigkeit zwischen der DCA-Dosierung und seiner Antigliom-Wirksamkeit

.

Gruppe der TiereHemisphäre des Gehirns mit Gliom
D2D3
Intensität des EPR-Signals für NO-Häm-Komplexe (g = 2,01; a.u.)
Kontrolle100.0 ± 1.4100.0 ± 3.5100.0 ± 3.5
DCA152.4 ± 20.8*93.1 ± 13.0103.0 ± 3.1
Intensität des EPR-Signals für Fe-S-Zentren (g=1,94; a.u.)
Kontrolle100.0 ± 28.9100.0 ± 5.5100.0 ± 5.5
DCA83.3 ± 19.288.1 ± 12.1101.2 ± 10.6
DCA129.0 ± 37.7103.2 ± 23.8101.3 ± 28.1
DCA + Hypoxie109.9 ± 17.3105.3 ± 21.2104.0 ± 19.0
Tabelle 5: Auswirkungen von DCA in verschiedenen Dosierungen auf die Indizes des funktionellen Zustands von MtETC in den Zellen der Gehirnhälfte mit GliomAnmerkung
: *p < 0,05, Unterschiede sind signifikant im Vergleich zum Wert der Kontrolle.



.

Gruppe der Tiere Großhirnhemisphäre ohne Gliom
D2D3
Intensität des EPR-Signals für NO-Häm-Komplexe (g = 2,01; a.u.)
Kontrolle100.0 ± 2.7100.0 ± 13.0100.0 ± 13.0
DCA82.9 ± 3.6*94.2 ± 2.779.4 ± 5.4
Intensität des EPR-Signals für Fe-S-Zentren (g = 1,94; a.u.)
Kontrolle100.0 ± 20.0100.0 ± 15.5100.0 ± 15.5
DCA101.3 ± 28.1118.6 ± 3.6102.4 ± 6.9
Tabelle 6: Auswirkungen von DCA in verschiedenen Dosierungen auf die Indizes des funktionellen Zustands von MtETC in den Zellen der Gehirnhälfte ohne GliomAnmerkung
: *p < 0,05, Unterschiede sind signifikant im Vergleich zum Wert der Kontrolle.



.

Das Fehlen solcher Veränderungen zusammen mit der hohen krebsbekämpfenden Wirksamkeit von DCA (vor allem bei einer Dosis von 1,5 g/kg) zeigte einmal mehr, dass die Wirkung von DCA gegen Gliom С6 nicht mit dem funktionellen Zustand der Mitochondrien der Tumorzellen zusammenhängt.

Zusammenfassend haben die Ergebnisse unserer Studie gezeigt, dass die krebsbekämpfende Wirkung von DCA wesentlich von dem Zeitplan seiner Verabreichung abhängt, wobei sie von einer signifikanten Senkung der LS, die direkt mit der Stimulierung des Tumorwachstums korreliert, bis zu einer signifikanten krebsbekämpfenden Wirkung und einer Erhöhung der LS der Ratten um 25,5 % variiert. Eine längere metronomische Verabreichung von DCA bietet eine bessere krebsbekämpfende Wirkung bei geringer Variabilität zwischen den Dosen. Außerdem wurde nachgewiesen, dass hypoxische Bedingungen in der Tierhaltung die Antigliom-Wirksamkeit von DCA deutlich erhöhen. Außerdem ist die krebshemmende Wirkung dieses Mittels nicht mit seinen Auswirkungen auf den Funktionszustand der Mitochondrien der Tumorzellen verbunden.

REFERENZEN

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