ВЛИЯНИЕ НОКАУТА ПО ГЕНУ УРОКИНАЗЫ НА РОСТ МЕЛАНОМЫ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Цель исследования – изучить особенности роста меланомы В16/F10 у мышей с нокаутом по гену урокиназы (uPA) без хронической нейрогенной боли (ХНБ) и на ее фоне. Материал и методы. Исследование проведено на разнополых мышах линии С57ВL/6 (n = 102) и линии C57BL/6-Plautm1.1BugThisPlauGFDhu/GFDhu с нокаутом по гену uPA (n = 48). Мышам основных подгрупп меланому В16/F10 перевивали подкожно через 2 недели после двустороннего лигирования седалищных нервов (модель ХНБ), контролем служили мыши соответствующей линии со стандартной перевивкой меланомы. Результаты и их обсуждение. Продолжительность жизни мышей с нокаутом по гену uPA на фоне роста меланомы не отличалась от обычной – самки жили в 1,5 раза (р < 0,05) дольше самцов, при этом меланома у всех нокаутных мышей появлялась на неделю раньше; динамика роста опухоли имела резко выраженную гендерную зависимость: у самок опухоль фактически не росла и перед гибелью животных ее объем не превышал 1,0 см3, тогда как у самцов опухоль характеризовались активным ростом с двумя пиками увеличения объема (2 и 4 недели); меланома метастазировала слабо – единичные метастазы в легких (у самок) или не метастазировала, но в легких и сердце отмечались кровоизлияния (у самцов). ХНБ уменьшала продолжительность жизни самок с нокаутом по гену uPA, как и в случае с нормальным геномом, но не влияла на продолжительность жизни самцов; первичные опухоли у нокаутных мышей пальпировались на несколько дней позже, чем в контроле, но росли более интенсивно, при этом сглаживались гендерные различия; усиление метастазирования проявлялось в инициации метастатического поражения легких и печени у самцов, при этом кровоизлияния в легких сохранялись, и в увеличении количества метастатических очагов в легких на оне появления кровоизлияний в них у самок. Заключение. Нокаут по гену uPA по-разному изменяет течение меланомы В16/F10 у самцов и самок мышей. ХНБ усиливает злокачественный рост опухоли, стирая гендерные различия, и активизирует метастазирование меланомы.

1. Кит О.И., Франциянц Е.М., Котиева И.М., Каплиева И.В., Трепитаки Л.К., Бандовкина В.А., Розенко Л.Я., Черярина Н.Д., Погорелова Ю.А. Некоторые механизмы повышения злокачественности меланомы на фоне хронической боли у самок мышей. Рос. журн. боли. 2017; 53 (2): 14–20.

2. Almholt K., Lund L.R., Rygaard J., Nielsen B.S., Danø K., Rømer J., Johnsen M. Reduced metastasis of transgenic mammary cancer in urokinase-deficient mice. Int. J. Cancer. 2005; 113 (4): 525–532. doi 10.1002/ijc.20631.

3. Bruncko M., McClellan W.J., Wendt M.D., Sauer D.R., Geyer A., Dalton C.R., Kaminski M.A., Weitzberg M., Gong J., Dellaria J.F., Mantei R., Zhao X., Nienaber V.L., Stewart K., Klinghofer V., Bouska J., Rockway T.W., Giranda V.L. Naphthamidine urokinase plasminogen activator inhibitors with improved pharmacokinetic properties. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005; 15: 93–98. doi 10.1016/j.bmcl.2004.10.026.

4. Cathcart J., Pulkoski-Gross A., Cao J. Targeting matrix metalloproteinases in cancer: Bringing new life to old ideas. Genes Dis. 2015; 2: 26–34. doi 10.1016/j.gendis.2014.12.002.

5. Fernández-Lao C., Cantarero-Villanueva I., Fernández-de-las-Peñas C., Del-Moral-Ávila R., Menjón-Beltrán S., Arroyo-Morales M. Widespread mechanical pain hypersensitivity as a sign of central sensitization after breast cancer surgery: comparison between mastectomy and lumpectomy. Pain Med. 2011; 12 (1): 72–78. doi 10.1111/j.1526-4637.2010.01027.

6. Frese K.K., Tuveson D.A. Maximizing mouse cancer models. Nat. Rev. Cancer. 2007; 7 (9): 645–58. doi 10.1038/nrc2192.

7. Gutierrez L.S., Schulman A., Brito-Robinson T., Noria F., Ploplis V.A., Castellino F.J. Tumor development is retarded in mice lacking the gene for urokinase-type plasminogen activator or its inhibitor, plasminogen activator inhibitor-1. Cancer Res. 2000; 60 (20): 5839–5847.

8. Heinemann V., Ebert M.P., Laubender R.P., Bevan P., Mala C., Boeck S. Phase II randomised proofof-concept study of the urokinase inhibitor upamostat (WX-671) in combination with gemcitabine compared with gemcitabine alone in patients with non-resectable, locally advanced pancreatic cancer. Br. J. Cancer. 2013; 108 (4): 766–770. doi 10.1038/bjc.2013.62.

9. Jankun J., Keck R.W., Selman S.H. Epigallocatechin-3-gallate prevents tumor cell implantation/growth in an experimental rat bladder tumor model. Int. J. Oncol. 2014; 44: 147–152. doi 10.3892/ijo.2013.2174.

10. Jankun J., Selman S.H., Aniola J., Skrzypczak-Jankun E. Nutraceutical inhibitors of urokinase: Potential applications in prostate cancer prevention and treatment. Oncol. Rep. 2006; 16: 341–346.

11. Katz B.A., Sprengeler P.A., Luong C., Verner E., Elrod K., Kirtley M., Janc J., Spencer J.R., Breitenbucher J.G., Hui H., McGee D., Allen D., Martelli A., Mackman R.L. Engineering inhibitors highly selective for the S1 sites of Ser190 trypsin-like serine protease drug targets. Chem. Biol. 2001; 8: 1107–1121. doi 10.1016/S1074-5521(01)00084-9.

12. Lampreht Tratar U., Horvat S., Cemaza M. Transgenic mouse models in cancer research. Front. Oncol. 2018; 8: 268. doi 10.3389/fonc.2018.00268.

13. Lewandoski M. Conditional control of gene expression in the mouse. Nat. Rev. Genet. 2001; 2 (10): 743–755.

14. Mahmood N., Mihalcioiu C., Rabbani S.A. Multifaceted role of the urokinase-type plasminogen activator (uPA) and its receptor (uPAR): Diagnostic, prognostic, and therapeutic applications. Front. Oncol. 2018; 8: 24. doi 10.3389/fonc.2018.00024.

15. Malfliet A., Leysen L., Pas R., Kuppens K., Nijs J., van Wilgen P., Huysmans E., Goudman L., Ickmans K. Modern pain neuroscience in clinical practice: applied to post-cancer, paediatric and sportsrelated pain. Braz. J. Phys. Ther. 2017; 21 (4): 225–232. doi 10.1016/j.bjpt.2017.05.009.

16. Ogilvie L.A., Kovachev A., Wierling C., Lange B.M., Lehrach H. Models of models: a translational route for cancer treatment and drug development. Front. Oncol. 2017; 7: 219. doi: 10.3389/fonc.2017.00219.

17. Pérez-Guijarro E., Day C.P., Merlino G., Zaidi M.R. Genetically engineered mouse models of melanoma. Cancer. 2017; 123 (S11): 2089–2103. doi 10.1002/cncr.30684.

18. Schmitt M., Harbeck N., Brünner N., Jänicke F., Meisner C., Mühlenweg B., Jansen H., Dorn J., Nitz U., Kantelhardt E.J., Thomssen C. Cancer therapy trials employing level-of-evidence-1 disease forecast cancer biomarkers uPA and its inhibitor PAI-1. Exp. Rev. Mol. Diagn. 2011; 11: 617–634. doi 10.1586/erm.11.47.

19. Walrath J.C., Hawes J.J., van Dyke T., Reilly K.M. Genetically engineered mouse models in cancer research. Adv. Cancer Res. 2010; 106: 113–164. doi 10.1016/S0065-230X(10)06004-5.

20. Wyganowska-Świątkowska M., Tarnowski M., Murtagh D., Skrzypczak-Jankun E., Jankun J. Proteolysis is the most fundamental property of malignancy and its inhibition may be used therapeutically (Review). Int. J. Mol. Med. 2018; 43 (1): 15–25. doi 10.3892/ijmm.2018.3983.

21. Zengel P., Ramp D., Mack B., Zahler S., Berghaus A., Muehlenweg B., Gires O., Schmitz S. Multimodal therapy for synergic inhibition of tumour cell invasion and tumour-induced angiogenesis. BMC Cancer. 2010; 10: 92. doi 10.1186/1471-2407-10-92.