Определение химиорезистентности клеток рака яичников in vitro

Цель исследования – представить обоснование существующих подходов к тестированию химиорезистентности рака яичников in vitro, провести их сравнительный анализ и дать оценку перспектив их дальнейшего применения.

Материалы и методы. При подготовке обзора были проанализированы статьи по теме прогнозного определения химиорезистентности рака яичников к химиотерапевтическим препаратам, имеющиеся в информационных базах биомедицинской литературы SciVerse Scopus (158), PubMed (323), Web of Science (285), РИНЦ (64). В обзоре процитированы 37 современных публикаций, 12 работ из которых были опубликованы в течение последних 3 лет, а 16 статей относятся к первым публикациям по разработанным методикам, которые продолжают использовать в наши дни.

Результаты. Рассмотрены особенности основных методов оценки резистентности / чувствительности рака яичников к различным химиотерапевтическим препаратам с использованием первичных культур опухолевых клеток, получаемых из биопсийного / операционного материала. При тестировании в качестве основных оцениваемых характеристик опухолевых клеток рассмотрены пролиферативная и метаболическая активность, а также уровень клеточной гибели. Обсуждены методические особенности описываемых методов, а также перспективы их дальнейшего применения.

Заключение. Прогнозное выявление химиорезистентности рака яичников проводится на основании тестирования жизнеспособности опухолевых клеток в присутствии химиотерапевтического препарата. Обоснованием для совершенствования такого тестирования in vitro служат результаты исследований ключевых механизмов развития химиорезистентности опухолевых клеток.

1. Состояние онкологической помощи населению России в 2018 году. Под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старинского, Г.В. Петровой. М.: МНИОИ им. П.А. Герцена – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, 2019. 236 с.

2. Тюляндин С. А., Коломиец Л. А., Морхов К. Ю. и др. Практические рекомендации по лекарственному лечению рака яичников, первичного рака брюшины и рака маточных труб. Злокачественные опухоли: Практические рекомендации RUSSCO, 2018;8:145–55.

3. Markman M., Rothman R., Hakes T. et al. Second-line platinum therapy in patients with ovarian cancer previously treated with cisplatin. J Clin Oncol 1991;9(3):389–93. DOI: 10.1200/JCO.1991.9.3.389.

4. Van Zyl B., Tang D., Bowden N.A. Biomarkers of platinum resistance in ovarian cancer: what can we use to improve treatment. Endocr Relat Cancer 2018;25(5):303–18. DOI: 10.1530/ERC17-0336.

5. Belitsky G.A., Kirsanov K.I., Lesovaya E.A., Yakubovskaya M.G. Prevention of therapy-related malignances in cancer survivors. Oncotarget 2019;10(22):2114–5. DOI: 10.18632/oncotarget.26781.

6. Белицкий Г.А., Кирсанов К.И., Лесовая Е.А., Якубовская М.Г. Лекарственный канцерогенез: факторы риска и возможности предотвращения. Успехи биологической химии 2020;60:173–226.

7. Vasan N., Baselga J., Hyman D.M. A view on drug resistance in cancer. Nature 2019 575(7782):299–309. DOI: 10.1038/s41586-019-1730-1.

8. Cree I.A., Charlton P. Molecular chess? Hallmarks of anti-cancer drug resistance. BMC Cancer 2017;17(1):10. DOI: 10.1186/s12885-016-2999-1.

9. Nygren P. What is cancer chemotherapy? Acta Oncol 2001;40(2–3):166–74. DOI: 10.1080/02841860151116204.

10. Hanahan D., Coussens L.M. Accessories to the crime: functions of cells recruited to the tumor microenvironment. Cancer Cell 2012;21(3):309–22. DOI: 10.1016/j.ccr.2012.02.022.

11. Alkema N.G., Wisman G.B., van der Zee A.G. et al. Studying platinum sensitivity and resistance in high-grade serous ovarian cancer: Different models for different questions. Drug Resist Updat 2016;24:55–69. DOI: 10.1016/j.drup.2015.11.005.

12. Schwarz R.F., Ng C.K., Cooke S.L. et al. Spatial and temporal heterogeneity in high-grade serous ovarian cancer: a phylogenetic analysis. PLoS Med 2015;12(2):e1001789. DOI: 10.1371/journal.pmed.1001789.

13. Cornelison R., Llaneza D.C., Landen C.N. Emerging therapeutics to overcome chemoresistance in epithelial ovarian cancer: a mini-review. Int J Mol Sci 2017;18(10). DOI: 10.3390/ijms18102171.

14. Scherbakov A.M., Sorokin D.V., Tatarskiy V.V. Jr et al. The phenomenon of acquired resistance to metformin in breast cancer cells: the interaction of growth pathways and estrogen receptor signaling. IUBMB Life 2016;68(4):281– 92. DOI: 10.1002/iub.1481.

15. Тихомирова А.В. Критерии оценки клинической эффективности противоопухолевых лекарственных препаратов. Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения 2019;9(1):34–40. DOI: 10.30895/1991-2919-2019-9-1-34-40.

16. Grendys E.C. Jr, Fiorica J.V., Orr J.W. Jr et al. Overview of a chemoresponse assay in ovarian cancer. Clin Transl Oncol 2014;16(9):761–9. DOI: 10.1007/s12094-014-1192-8.

17. Blom K., Nygren P., Larsson R., Andersson C.R. Predictive value of ex vivo chemosensitivity assays for individualized cancer chemotherapy: a meta-analysis. SLAS Technol 2017;22(3):306–14. DOI: 10.1177/2472630316686297.

18. Hamburger A., Salmon S.E. Primary bioassay of human myeloma stem cells. J Clin Invest 1977;60(4):846–54. DOI: 10.1172/JCI108839.

19. Kern D.H., Drogemuller C.R., Kennedy M.C. et al. Development of a miniaturized, improved nucleic acid precursor incorporation assay for chemosensitivity testing of human solid tumors. Cancer Res 1985;45(11–1): 5436–41.

20. Wilson J.K., Sargent J.M., Elgie A.W. et al. A feasibility study of the MTT assay for chemosensitivity testing in ovarian malignancy. Br J Cancer 1990;62(2):189–94. DOI: 10.1038/bjc.1990.258.

21. Mosmann T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays. J Immunol Methods 1983;65(1–2):55–63. DOI:10.1016/0022-1759(83)90303-4.

22. Sargent J.M. The use of the MTT assay to study drug resistance in fresh tumour samples. Recent Results Cancer Res 2003;161:13–25. DOI: 10.1007/978-3642-19022-3_2.

23. Andreotti P.E., Cree I.A., Kurbacher C.M. et al. Chemosensitivity testing of human tumors using a microplate adenosine triphosphate luminescence assay: clinical correlation for cisplatin resistance of ovarian carcinoma. Cancer Res 1995; 55(22):5276–82.

24. Salom E., Penalver M., Homesley H. et al. Correlation of pretreatment drug induced apoptosis in ovarian cancer cells with patient survival and clinical response. J Transl Med 2012;10:162. DOI: 10.1186/1479-5876-10-162.

25. Brower S.L., Fensterer J.E., Bush J.E. The ChemoFxa ssay: an ex vivo chemosensitivity and resistance assay for predicting patient response to cancer chemotherapy. Methods Mol Biol 2008;414:57–78. DOI: 10.1007/978-159745-339-4_6.

26. Von Hoff D.D., Kronmal R., Salmon S.E. et al. A Southwest Oncology Group study on the use of a human tumor cloning assay for predicting response in patients with ovarian cancer. Cancer 1991;67(1):20–7. DOI: 10.1002/1097-0142(19910101)67:1<20::aid-cncr2820670105>3.0.co;2-u.

27. Federico M., Alberts D.S., Garcia D.J. et al. In vitro drug testing of ovarian cancer using the human tumor colonyforming assay: comparison of in vitro response and clinical outcome. Gynecol Oncol 1994;55(3–2):S156–63. DOI: 10.1006/gyno.1994.1356.

28. Holloway R.W., Mehta R.S., Finkler N.J. et al. Association between in vitro platinum resistance in the EDR assay and clinical outcomes for ovarian cancer patients. J Gynecol Oncol 2002;87(1):8– 16. DOI: 10.1006/gyno.2002.6797.

29. Joo W.D., Lee J.Y., Kim J.H. et al. Efficacy of taxane and platinum-based chemotherapy guided by extreme drug resistance assay in patients with epithelial ovarian cancer. J Gynecol Oncol 2009;20(2):96–100. DOI: 10.3802/jgo.2009.20.2.96.

30. Loizzi V., Chan J.K., Osann K. et al. Survival outcomes in patients with recurrent ovarian cancer who were treated with chemoresistance assayguided chemotherapy. Am J Obstet Gynecol 2003;189(5):1301–7. DOI: 10.1067/s0002-9378(03)00629-x.

31. Tiersten A.D., Moon J., Smith H.O. et al. Chemotherapy resistance as a predictor of progression-free survival in ovarian cancer patients treated with neoadjuvant chemotherapy and surgical cytoreduction followed by intraperitoneal chemotherapy: a Southwest Oncology Group Study. Oncology 2009;77(6):395–9. DOI: 10.1159/000279386.

32. Xu X., Dai H., Zhao Y. et al. In vitro chemosensitivity assay of ascites in epithelial ovarian cancer. Eur J Gynaecol Oncol 2013;34(6):559–64.

33. Nakada S., Aoki D., Ohie S. et al. Chemosensitivity testing of ovarian cancer using the histoculture drug response assay: sensitivity to cisplatin and clinical response. Int J Gynecol Cancer 2005;15(3):445–52. DOI: 10.1111/j.1525-1438.2005.15307.x.

34. Jung P.S., Kim D.Y., Kim M.B. et al. Progression-free survival is accurately predicted in patients treated with chemotherapy for epithelial ovarian cancer by the histoculture drug response assay in a prospective correlative clinical trial at a single institution. Anticancer Res 2013;33(3):1029–34.

35. Cree I.A., Kurbacher C.M., Lamont A. et al. A prospective randomized controlled trial of tumour chemosensitivity assay directed chemotherapy versus physician’s choice in patients with recurrent platinumresistant ovarian cancer. Anticancer Drugs 2007;18(9):1093–101. DOI: 10.1097/CAD.0b013e3281de727e.

36. Herzog T.J., Krivak T.C., Fader A.N., Coleman R.L. Chemosensitivity testing with ChemoFX and overall survival in primary ovarian cancer. Am J Obstet Gynecol 2010;203(1):68.e1–6. DOI: 10.1016/j.ajog.2010.01.059.

37. Rutherford T., Orr J. Jr, Grendys E. Jr et al. A prospective study evaluating the clinical relevance of a chemoresponse assay for treatment of patients with persistent or recurrent ovarian cancer. Gynecol Oncol 2013;131(2):362–7. DOI: 10.1016/j.ygyno.2013.08.009.