sibmedСибирский научный медицинский журналСибирский научный медицинский журнал2410-25122410-2520ИЦиГ СО РАН10.18699/SSMJ20230614sibmed-1316Research ArticleМЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИBIOMEDICINEВлияние новых противоопухолевых соединений на основе производных азолоазинов на уровень повреждений ДНК нормальных клеток линии Vero в тесте ДНК-кометEffect of new antitumor compounds based on azoloazine derivatives on the level of DNA damage in normal Vero cells in the DNA comet testhttps://orcid.org/0000-0001-7545-8567ХумаириА. Х.Al-HumairiA. H.

Хумаири Ахмед Хамид - PhD фармакология, клиническая фармакология, и онкология, лучевая терапия.

400131, Волгоград, пл. Павших Борцов,1

Ahmed H. Al-Humairi - PhD in Pharmacology, Clinical Pharmacology, and Oncology, Radiation Therapy.

400131, Volgograd, Pavshikh Bortsov ave., 1; 634028, Tomsk, Lenina ave., 3

ahmed.h.mneahil@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-4362-1603СперанскийД. Л.SperanskiyD. L.

Сперанский Дмитрий Леонидович - д.м.н., проф.

400131, Волгоград, пл. Павших Борцов,1

Dmitry L. Speransky - doctor of medical sciences, professor.

400131, Volgograd, Pavshikh Bortsov ave., 1

d_speransky@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3385-3662МинаковаМ. Ю.MinakovaM. Yu.

Минакова Мария Юрьевна - д.м.н.

634028, г. Томск, пр. Ленина, 3

Maria Yu. Minakova - doctor of medical sciences.

634028, Tomsk, Lenina ave., 3

nii@pharmso.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1526-9013ЧердынцеваН. В.CherdyntsevaN. V.

Чердынцева Надежда Викторовна - д.б.н., проф., член-корр. РАН.

634009, Томск, пер. Кооперативный, 5

Nadezhda V. Cherdyntseva - doctor of biology sciences, professor, corresponding member of RAS.

634009, Tomsk, Kooperativny ln., 5

nvch@tnimc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3829-7132УдутВ. В.UdutV. V.

Удут Владимир Васильевич - д.м.н., проф., член-корр. РАН.

634028, г. Томск, пр. Ленина, 3

Vladimir V. Udut - doctor of medical sciences, professor, corresponding member of RAS.

634028, Tomsk, Lenina ave., 3

udutv@mail.ruВолгоградский государственный медицинский университет Минздрава РоссииРоссияVolgograd State Medical University of Minzdrav of Russia; Research Institute of Pharmacology and Regenerative Medicine named after E.D. Goldberg of Tomsk National Research Medical Center of RASRussian FederationВолгоградский государственный медицинский университет Минздрава РоссииРоссияVolgograd State Medical University of Minzdrav of RussiaRussian FederationНИИ фармакологии и регенеративной медицины им. Е.Д. Гольдберга Томского национального исследовательского медицинского центра РАНРоссияResearch Institute of Pharmacology and Regenerative Medicine named after E.D. Goldberg of Tomsk National Research Medical Center of RASRussian FederationНИИ онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра РАНРоссияResearch Institute of Oncology of Tomsk National Research Medical Center of RASRussian Federation202311012024436117124Copyright © Хумаири А.Х., Сперанский Д.Л., Минакова М.Ю., Чердынцева Н.В., Удут В.В., 20242024Хумаири А.Х., Сперанский Д.Л., Минакова М.Ю., Чердынцева Н.В., Удут В.В.Al-Humairi A.H., Speranskiy D.L., Minakova M.Y., Cherdyntseva N.V., Udut V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sibmed.elpub.ru/jour/article/view/1316

Цель работы – изучить влияние новых производных азолоазинов на уровень ДНК-повреждений клеток линии Vero in vitro методом щелочного гель-электрофореза (тест ДНК-комет).

Материал и методы

Материал и методы. Объекты исследования – 8-(пиперидинокарбонил)-3-циклогексилимидазо[5,1-d][1,2,3,5]тетразин-4(3Н)-он (1), диэтиловый эфир 4-аминоимидазо[5,1-с][1,2,4]триазин-3,8-дикарбоновой кислоты (2), 4-aмино-8-этоксикарбонилимидазо[5,1-с] [1,2,4]триазин-3-N-(п-толуил)карбоксамид (3). Препаратом сравнения выбран эпирубицин. Соединения применялись в дозах 1/2, 1/10 и 1/50 IC50. В качестве клеточной модели выбрана линия клеток Vero, культивируемая согласно стандартному протоколу. Для оценки генотоксичности применялся щелочной вариант метода ДНКкомет, обладающий высокой чувствительностью и позволяющий выявлять повреждения ДНК.

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. Анализ полученных данных свидетельствует, что тестируемые соединения 1–3 увеличивают количество повреждений ДНК в неопухолевых клетках. Наиболее выраженным генотоксическим действием обладает соединение 1. Так, использование этого вещества в дозе ½ IC50 привело к достоверному возрастанию длины хвоста кометы в 1,5 раза. Отмечено, что количество повреждений ДНК при действии соединения 1 в исследуемых дозах и эпирубицина находилось на одном уровне.

Заключение

Заключение. Полученные результаты доказывают, что соединения 1–3 могут обладать потенциально канцерогенным действием. Однако это предположение требует дальнейших углубленных экспериментальных исследований.

The aim of the work is to study the effect of new azoloazine derivatives on the level of DNA damage to Vero cells (DNA comet test) in vitro by alkaline gel electrophoresis.

Material and methods

Material and methods. The objects of the study are 8-(piperidinocarbonyl)3-cyclohexylimidazo[5,1-d][1,2,3,5]tetrazine-4(3H)-one (1), diethyl ether 4-aminoimidazo[5,1-c][1,2,4]triazine3,8-dicarboxylic acid (2), 4-amino-8-ethoxycarbonylimidazo[5,1-c][1,2,4]triazine-3-N-(p-toluyl)carboxamide (3). Epirubicin was chosen as a comparison drug. The compounds were used in doses of 1/2, 1/10 and 1/50 IC50. The Vero cell line cultured according to the standard protocol was selected as the cell model. To assess genotoxicity, an alkaline version of the DNA comet method was used, which has a high sensitivity and allows detecting DNA damage.

Results

Results. Analysis of the data obtained indicates that the tested compounds 1-3 enhance DNA damage in non-tumor cells. Compound 1 has the most pronounced genotoxic effect. Thus, the use of this substance in a dose of ½ IC50 led to a significant increase in the length of the comet’s tail by 1.5 times. It was noted that DNA damage under the action of compound 1 in the studied doses and of epirubicin was on the same level.

Conclusions

Conclusions. The results obtained prove that compounds 1-3 may have a potentially carcinogenic effect. However, this assumption requires further in-depth experimental studies.

азолоазиныгенотоксичностьVeroканцерогенное действиеazoloazinesgenotoxicityVerocarcinogenic effectReferencesРуководство по химиотерапии опухолевых заболеваний. Ред. Н.И. Переводчикова, В.А. Горбунова. М.: Практическая медицина, 2005, 704 с.Guidelines for the chemotherapy of neoplastic diseases. Eds. N.I. Perevodchikova, V.A. Gorbunova. Moscow: Practical medicine, 2005. 704 p. [In Russian].Чу Э., де Вита-младший В. Химиотерапия злокачественных новообразований. М.: Практика, 2009. 455 с.Chu E, de Vita V. Jr. Cancer chemotherapy. Moscow: Practice, 2009. 455 p. [In Russian].Juarez-Moreno K., Gonzalez E.B., GirónVazquez N., Chávez-Santoscoy R.A., Mota-Morales J.D., Perez-Mozqueda L.L., Garcia-Garcia M.R., Pestryakov A., Bogdanchikova N. Comparison of cytotoxicity and genotoxicity effects of silver nanoparticles on human cervix and breast cancer cell lines. Hum. Exp. Toxicol. 2017;36(9):931–948. doi: 10.1177/0960327116675206Juarez-Moreno K., Gonzalez E.B., GirónVazquez N., Chávez-Santoscoy R.A., Mota-Morales J.D., Perez-Mozqueda L.L., Garcia-Garcia M.R., Pestryakov A., Bogdanchikova N. Comparison of cytotoxicity and genotoxicity effects of silver nanoparticles on human cervix and breast cancer cell lines. Hum. Exp. Toxicol. 2017;36(9):931–948. doi: 10.1177/0960327116675206Синайко В.В., Артемова Н.А., Юркштович Т.Л., Бычковский П.М., Фроленков К.А. Сравнительная эффективность препаратов темобел и темодал в комплексном лечении высокозлокачественных (GRADE III–IV) глиальных опухолей головного мозга. Рос. биотерапевт. ж. 2015;14(2):59–64. doi: 10.17650/1726-9784-2015-14-2-59-64Sinaiko V.V., Artemova N.A., Yurkshtovich T.L., Bychkovsky P.M., Frolenkov K.A. Comparative efficacy of temobel and temodal drugs in multimodality treatment of high-grade (III–IV). Rossiyskiy bioterapevticheskiy zhurnal = Russian Journal of Biotherapy. 2015;14(2):59–64. [In Russian]. doi: 10.17650/17269784-2015-14-2-59-64Abdel-Rahman O., Fouad M. Temozolomide-based combination for advanced neuroendocrine neoplasms: A systematic review of the literature. Future Oncol. 2015;8(11):1275–1290. doi: 10.2217/fon.14.302Abdel-Rahman O., Fouad M. Temozolomidebased combination for advanced neuroendocrine neoplasms: A systematic review of the literature. Future Oncol. 2015;8(11):1275–1290. doi: 10.2217/fon.14.302Садчикова Е.В., Мокрушин В.С. Взаимодействие 3,8-дизамещенных имидазо[5,1-c] [1,2,4]триазинов с нуклеофилами. Химия гетероцикл. соед. 2014;(7):1100–1106.Sadchikova E.V., Mokrushin V.S. Interaction of 3,8-disubstituted imidazo[5,1-c][1,2,4]triazines with nucleophiles. Khimiya geterotsiklicheskikh soedineniy = Chemistry of Heterocyclic Compounds. 2014;50(7):1014–1020. doi: 10.1007/s10593-0141557-5Садчикова Е.В. Синтез новых азоло[5,1-d] [1,2,3,5]тетразин-4-онов – аналогов противоопухолевого препарата темозоломид. Изв. РАН. Сер. хим. 2016;(7):1867–1872.Sadchikova E.V. Synthesis of new azolo[5,1-d] [1,2,3,5]tetrazin-4-ones – analogs of antitumor agent temozolomide. Russ. Chem. Bull. 2016; 65(7): 1867– 1872. doi: 10.1007/s11172-016-1522-9Коненков В.И., Рачковская Л.Н., Летягин А.Ю., Боровская Т.Г., Шурлыгина А.В., Робинсон М.В., Королев М.А., Котлярова А.А., Попова Т.В., Рачковский Э.Э., Вычужанина А.В., Машанова В.А. Исследование ДНК-повреждающего действия нового нормотимического лекарственного средства на основе комплекса лития цитрата, полиметилсилоксана и оксида алюминия методом ДНК-комет in vivo. Сиб. науч. мед. ж. 2018;38(4):5– 10. doi: 10.15372/SSMJ20180401Konenkov V.I., Rachkovskaya L.N., Letyagin A.Yu., Borovskaya T.G., Shurlygina A.V., Robinson M.V., Korolev M.A., Kotlyarova A.A., Popova T.V., Rachkovsky E.E., Vychuzhanina A.V., Mashanova V.A. Study of the DNA-damage by new normothymic medicinal on the basis of the complex of lithium citrate, polymethylsyloxane and aluminum oxide by DNA comet assay in vivo. Sibirskij nauchnyj medicinskij zhurnal = Siberian Scientific Medical Journal. 2018;38(4):5–10. [In Russian]. doi: 10.15372/SSMJ20180401Тюкавин А.И., Сучков С.В. Опухолевый рост – современный взгляд на патогенез и фармакотерапию (лекция). Формулы фармации. 2021;3(2):86–96. doi: 10.17816/phf65284Tyukavin A.I., Suchkov S.V. Tumor growth – a modern view of pathogenesis and pharmacotherapy (lecture). Formuly farmatsii = Pharmacy Formulas. 2021;3(2):86–96. [In Russian]. doi: 10.17816/phf65284Хумаири А.Х., Сперанский Д.Л., Садчикова Е.В. Синтез и цитотоксическая активность новых производных азолотриазина при изучении на клеточных культурах. Хим.-фармац. ж. 2022;56(6):17– 22. doi: 10.1007/s11094-022-02704-0Al-Humairi A.H., Speransky D.L., Sadchikova E.V. Synthesis and cytotoxic activity on cell cultures of new azolotriazines. Khimiko-farmatsevticheskiy zhurnal = Pharmaceutical Chemistry Journal. 2022;56(6):742–747 [In Russian]. doi: 10.1007/s11094022-02704-0Гайдай Е.А., Дорофеева А.А., Крышень К.Л., Гайдай Д.С. Методические аспекты проведения ДНК-комет-теста в условиях in vivo в доклинических исследованиях. Лаб. живот. для науч. исслед. 2020;(3):16–24. doi: 10.29296/2618723X-2020-03-03Gaidai E.A., Dorofeeva A.A., Kryshen K.L., Gaidai D.S. Methodological aspects of DNA comet assay in vivo in preclinical research. Laboratornyye zhivotnyye dlya nauchnykh issledovaniy = Laboratory Animals for Science. 2020;(3):16–24. [In Russian]. doi: 10.29296/2618723X-2020-03-03Andreani N.A., Renzi S., Piovani G., Marsan P.A., Bomba L., Villa R., Ferrari M., Dotti S. Potential neoplastic evolution of Vero cells: in vivo and in vitro characterization. Cytotechnology. 2017;69(5):741–750. doi: 10.1007/s10616-017-0082-7Andreani N.A., Renzi S., Piovani G., Marsan P.A., Bomba L., Villa R., Ferrari M., Dotti S. Potential neoplastic evolution of Vero cells: in vivo and in vitro characterization. Cytotechnology. 2017;69(5):741–750. doi: 10.1007/s10616-017-0082-7Хумаири А.Х., Островский О.В., Зыкова Е.В., Сперанский Д.Л., Алексеева Д.Л., Садчикова Е.В. Цитотоксическая активность производных азолотриазина при изучении в культуре клеток рака молочной железы человека MCF. Вестн. ВолгГМУ. 2022; 19(1):133–141. doi: 10.19163/1994-9480-202219-1-133-141Al-Humairi A.H., Ostrovsky O.V., Zykova E.V., Speransky D.L., Alekseeva D.L., Sadchikova E.V. Cytotoxic activity of azolotriazine derivatives in the study of MCF human breast cancer cells. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo meditsinskogo universiteta = Journal of the Volgograd State Medical University. 2022;19(1):133–141. [In Russian]. doi: 10.19163/19949480-2022-19-1-133-141Оценка генотоксических свойств методом ДНК-комет in vitro: Методические рекомендации МР 4.2.0014-10. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2011, 16 с.Evaluation of genotoxic properties by in vitro DNA comet method. Methodological recommendations MR 4.2.0014-10. Moscow: Federal Center for Hygiene and Epidemiology of Rospotrebnadzor, 2011, 16 p. [In Russian].Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. М.: Гриф и К, 2013, 944 с.Guidelines for conducting preclinical studies of drugs. Moscow: Grif i K, 2013, 944 p.Саватеев К.В., Уломский Е.Н., Буторин И.И., Чарушин В.Н., Русинов В.Л., Чупахин О.Н. Азолоазины – антагонисты А2αрецептора. Структура и свойства. Успехи химии. 2018;87(7):636–669. doi: 10.1070/RCR4792Savateev K.V., Ulomsky E.N., Butorin I.I., Charushin V.N., Rusinov V.L., Chupakhin O.N. Azoloazines as A2α-receptor antagonists. Structure and properties. Uspekhi khimii = Russian Chemical Reviews. 2018; 87(7):636–669. [In Russian]. doi: 10.1070/RCR4792Garza-Morales R., Gonzalez-Ramos R., Chiba A., Montes de Oca-Luna R., McNally L.R., McMasters K.M., Gomez-Gutierrez J.G. Temozolomide enhances triple-negative breast cancer virotherapy in vitro. Cancers (Basel). 2018;10(5): e144. doi: 10.3390/cancers10050144Garza-Morales R., Gonzalez-Ramos R., Chiba A., Montes de Oca-Luna R., McNally L.R., McMasters K.M., Gomez-Gutierrez J.G. Temozolomide enhances triple-negative breast cancer virotherapy in vitro. Cancers (Basel). 2018;10(5): e144. doi: 10.3390/cancers10050144Хумаири А.Х., Сперанский Д.Л., Рыбалкина О.Ю., Садчикова Е.В., Булдаков М.А., Фролова А.А., Чердынцева Н.В., Удут В.В. Генотоксические эффекты новых производных азолоазинов с противоопухолевой активностью в культуре клеток MCF-7. Хим.-фармац. ж. 2023;57(6):24–29. doi: 10.30906/0023-1134-2023-57-6-24-29Al-Humairi A.H., Speransky D.L., Rybalkina O.Yu., Sadchikova E.V., Buldakov M.A., Frolova A.A., Cherdyntseva N.V., Udut V.V. Genotoxic effects of new azoloazine derivatives with antitumor activity in mcf-7 tumor cell culture. Khimiko-farmatsevticheskiy zhurnal = Pharmaceutical Chemistry Journal. 2023;57(6):24–29. [In Russian]. doi: 10.30906/00231134-2023-57-6-24-29Свирновский А.И. Резистентность опухолевых клеток к терапевтическим воздействиям как медико-биологическая проблема. Мед. новости. 2011;9:30–38.Svirnovsky A.I. Resistance of tumor cells to therapeutic effects as a biomedical problem. Meditsinskie novosti = Medical News. 2011;9:30–38. [In Russian].Ramis G., Thomàs-Moyà E., de Mattos S.F., Rodríguez J., Villalonga P. EGFR inhibition in glioma cells modulates rho signaling to inhibit cell motility and invasion and cooperates with temozolomide to reduce cell growth. PLoS One. 2012;7(6):e38770. doi: 10.1371/journal.pone.0038770Ramis G., Thomàs-Moyà E., de Mattos S.F., Rodríguez J., Villalonga P. EGFR inhibition in glioma cells modulates rho signaling to inhibit cell motility and invasion and cooperates with temozolomide to reduce cell growth. PLoS One. 2012;7(6):e38770. doi: 10.1371/journal.pone.0038770Tatar Z., Thivat E., Planchat E., Gimberques P., Gadea E., Abrial C., Durando X. Temozolomide and unusual indications: Review of literature. Cancer Treat. Rev. 2013;39(2):125–135. doi: 10.1016/j.ctrv.2012.06.002Tatar Z., Thivat E., Planchat E., Gimberques P., Gadea E., Abrial C., Durando X. Temozolomide and unusual indications: Review of literature. Cancer Treat. Rev. 2013;39(2):125–135. doi: 10.1016/j.ctrv.2012.06.002

The authors declare that there are no conflicts of interest present.