Krooninen sairaus

tiivistelmä

Hyväksytty huumeita kohdistaa noin 400 eri toimintamekanismeja, joista niin vähän kuin 60 käytetään nykyisin syöpähoitojen. Koska keskimäärin se kestää 10-15 vuotta uutta syöpää hoitava voidaan hyväksyä, ja viimeaikaisen menestyksen huumeiden repurposing varten, kuten talidomidi, me arveltu, että tehokas, turvallinen syöpähoitojen voidaan löytää testaamalla hyväksyttyjen lääkkeiden uusia terapeuttisia asetukset. Täällä me raportoimme

in vivo

testaus laajan yhdisteen kokoelma syövän ksenograftimalleissa. Käyttämällä 182 yhdisteet, jotka kohdistuvat 125 ainutlaatuinen kohde mekanismeja, tunnistimme 3 lääkkeitä, jotka näkyvät toistettavissa vaikutusta yhdessä kemoterapeuttisen temotsolomidia. Lääkeainekandidaatteja näkyvät tehokas annos vastineet, jotka ylittävät nykyiset reseptiä tasoja, mikä viittaa siihen, että ylimääräinen prekliiniset ponnisteluja tarvitaan ennen kuin näitä lääkkeitä voidaan testata kliinisissä kokeissa. Kaikkiaan suosittelemme lääke repurposing on suhteellisen resursseja vaativien menetelmä, joka voidaan tunnistaa hyväksytty lääkkeitä, joilla on kapea marginaali syövän vastainen vaikutus.

Citation: Roix JJ, Harrison SD, Rainbolt EA, Meshaw KR, McMurry AS, Cheung P, et ai. (2014) Systematic repurposing seulonta ksenograftimalleissa Tunnistaa Hyväksytty Drugs kanssa Novel Anti-Cancer Activity. PLoS ONE 9 (8): e101708. doi: 10,1371 /journal.pone.0101708

Editor: Felipe Prosper, Clinica Universidad de Navarra, Espanja

vastaanotettu: 19 marraskuu 2013; Hyväksytty: 10 Kesäkuu 2014; Julkaistu: 05 elokuu 2014

Copyright: © 2014 Roix et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoitus: Kaikki tutkimukset sponsoroi ja rahoittivat BioMed Valley löydöt, Inc. rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: JJR, PS ja SS ovat työntekijät BioMed Valley Discoveries, Incorporated, jonka avulla pyritään selvittämään ja kaupallisesti kehittää uusia hoitomuotoja ja diagnooseista sairaus. Tämä ei muuta tekijöiden noudattaminen PLoS One politiikkaa jakaa tietoja ja materiaaleja.

Johdanto

Huolimatta valtava tutkimustyötä, yksi neljästä amerikkalaiset kuolee syöpään. Pyrkimys tunnistaa uusia syövän hoitomuotoja on kannustanut lukuisia, leveä innovaatiot biolääketieteellisen tutkimuksen ja syövän hoito on eturintamassa molekyylilääketieteen, jossa räätälöity diagnostiikka ja huumeita käytetään tarkkaan kohdistamiseen geneettisen perustan syövän [1]. Silti kiistaa siitä, oliko työ ja kustannukset syövän tutkimukseen ja hoitoon ovat todella tuottanut riittäviä yhteiskunnallisia hyötyjä; on epäselvää, milloin ja miten voiton sodassa syöpää voidaan julistaa [2] – [4].

On ehdotettu, että uusi terapeuttisia monia sairauksia kuten syöpää voidaan löytää hyödyntämällä lääkkeitä, jotka ovat jo hyväksytty käytettäväksi. [5] Useita ennakkotapauksia yhdiste ”repurposing” olemassa, ja on odotettavissa, että erilaiset farmakologian kohteena hyväksytyt lääkkeet voivat olla tuntemattomia, odottamattomia käyttökelpoisia sairauksien kuin etiketin merkinnät, joita varten lääkkeitä määrätään nykyisin. Kuten monet hyväksyttyjä lääkkeitä on vakiintunut turvallisen annostelun laaja väestö, uusi repurposing viitteitä todennäköisesti voidaan nopeasti testata suoraan koehenkilöillä, ilman laajaa alustavien turvallisuusarvioinneista.

Koska tämä mahdollinen arvo, testasimme laaja kokoelma hyväksytyistä lääkkeistä annostellaan kemoterapiaan yhdistettynä hiiren ksenografti- syövän malleja. Vaikka meidän puolueeton seulonta ja validointi strategia tunnistaa hyväksyttyjä lääkkeitä yhdistelmähoitoa kemoterapiaa potentiaalia, lisää mekanistinen ja sääntelyyn tutkimuksia todennäköisesti tarvitaan ennen kuin näitä aineita voitaisiin arvioida kliinisissä kokeissa.

Materiaalit ja menetelmät

Animal -ksenografti Tutkimukset

9 viikkoa vanha nainen kateenkorvattomia nude-hiirten (CRL: NU (NCR) –

Foxn1nu

, Charles River) pidettiin vakio valon sykli ja syöttää

ad libitum

vesi ja NIH 31 ruokavalio käytettiin tutkimuksissa. Tuumoriksenografteja aloitettiin istuttamalla 1 mm

3 kasvainkappaleita lähteestä ksenograftikudoksesta ylläpitää sarjasiirteillä. Kasvaimen kasvua seurattiin kuten keskikoko lähestyi tavoitetta välillä 80 120 mm

3, ja eläimet sitten myöhemmin satunnaistettiin saamaan hoitoa ikäluokat. Kasvaimet mitattiin kahdessa ulottuvuudessa käyttäen jarrusatulat, ja tilavuus laskettiin käyttäen kaavojen.

Temozolomide annettiin suun kautta kerran päivässä ensimmäisten viiden päivän tutkimuksen. Yhdistelmä käsittelyt annettiin kerran päivässä käyttäen esitettyä reittiä ja muotoilu; kokeellinen lääkkeet annosteltiin aikana ja sen jälkeen temotsolomidi annon tunnistaa herkistymistä vaikutukset sekä samanaikaisen ja jatko-altistusta.

Kaikki karjanhoito, hoitoja ja eläinlääkärin hoitoa tehtiin koulutetut henkilökohtaiset AAALAC-akkreditoitu tilat; protokollia ja tutkimuksen suorittamisesta sovellettiin IACUC tarkastuksen ja hyväksymisen Charles River.

tilastolliset menetelmät, seulonta tehoestimaatit

kaapata aika-kurssin tietoja ksenografti tutkimuksista, käytimme log-rank Mantel COX selviytyminen analyysi, jossa selviytyminen sulku määriteltiin syntyminen tietyn kasvaimen taakkaa tutkimus. Seuraavat analyysit pilottitutkimuksia, olemme päättäneet, että 500 mm

3 kasvaimen sulku ota riittävästi terapeuttisia vaikutuksia lisääntyneen temotsolomidia annoksesta. Log-rank chi-neliö käytettiin laskea ja ilmoittaa merkitys testaus; vaikutus koot ilmoitetaan Mantel-Haenzel riskisuhteita, jossa suojaava suhde kuvastaa kykyä kokeellinen hoito viivyttää tai estää syövän etenemisen pidemmälle 500 mm

3. Kuten tuloksista valinnassa cut-off on suurempi kuin tämä kynnys ei ollut merkittävää vaikutusta tuloksiin. 1000 mm

3 oli hieman vaihteleva, järjestelmällisesti vaikuttaa vaikutuksia tilastollinen tarkkuus sisällä ja eri ryhmien kasvu 500 mm

3 ilmestyi tasaisempi.

Seulontaa, tyypillisesti 10 eläimet jaettiin saamaan 5 mg /kg temotsolomidia monoterapiana, kun taas useimmiten 5 eläimet jaettiin yhdistelmähoito. Virta laskelmat osoittivat tämän tutkimuksen suunnittelu oli riittävä erottamaan 2,6-kertainen väheneminen selviytymisen vaara-aste 80% teholla merkitsevyystasolla 0,05 (johdettu käyttämällä kaavoja sisältyvät: https://www.cct.cuhk.edu. hk /stat /selviytyminen /Rubinstein1981.htm). Kuten alla, käytännön vaikutuksia paljastamaan vaikutus kokoisia tätä suuruusluokkaa tuotti havaintoja, joissa kokeellista yhdistelmä edellyttäen lisätty tehokkuus vastaa 2-kertainen lisäys annoksen temotsolomidia. Toisessa valossa, meidän virtaa lähestymistapa keräävät tavallisesti seuraavasti: kun kaikki 10 eläintä hoidettiin temotsolomidia monoterapialla saavutettiin kasvaintaakat yli 500 mm

3 15 päivän kuluessa, huomattava näkymäosumaa voitaisiin tunnistaa, kun enintään 1 5 eläinten yhdistelmä kohortti oli kasvain taakka yli 500 mm

3 30 päivän kuluttua hoidon ja seurannan.

repurposing Library

ehdokas luettelo hyväksytyistä huumeita laadittiin drugbank [ ,,,0],6], hoitotavoitteet Database [7], ja Merck Manual of Diagnosis and Therapy. Sen jälkeen arvioinnit kustannusten ja saatavuuden, gram-asteikko yhdiste varastoja varauksia useilta toimittajilta. Annosformulaa- ja reitit sopiva kroonista annostusta tunnistettiin kirjallisuudesta. Drug tavoitteet ja mekanismit tiedusteltiin vastaan ​​uusin painos hoitotavoitteet Database. Tasalla, TTD luokittelee 364 tavoitteita kuin ”onnistunut”, jotka on kohdennettu hyväksyttyjen huumeita. Meidän kokeellinen sarja kartoitettiin 124 onnistuneen tavoitteita, eli noin 35% kattavuus. Meidän kattavuus arvio on konservatiivinen, koska emme välittäneet yksi-moneen suhteet lääkkeille, joilla kartoitetaan useisiin kohteisiin; useita tavoitteita minkään lääkkeen eivät olleet kahteen kertaan, jos ainakin yksi lääkkeen useita tavoitteita oli tarpeettomasti kohdistettu toisen lääkkeen.

Temozolomide /Candesartan PK Interaction Study

Radio-isotooppi leimattua temotsolomidi ( 4-metyyli-

14C-5-okso-2,3,4,6,8-pentazabicyclo [4.3.0] nona-2,7,9-triene- 9-karboksamidi) syntetisoitiin (Moravek) siten, että tuikelaskennalla voisi arvioida seuraavasti: ehjä yhdiste; aktiivisia metaboliitteja; sekä kovalenttisen addukteja tiedetään muodostavan seuraavat reaktiiviset aineenvaihduntaa temotsolomidia kohdekudoksissa [8].

Annos vuorovaikutusta kokeet suoritettiin naisten kantavissa nude-hiirissä U87MG kasvainpala ksenograftien, kuten edellä on kuvattu; eläimillä oli kasvain taakka ~400 mm

3 aikaan annostelun. Hiirille annettiin joko vehikkeliä tai kandesartaani i.p. yhden päivän edellisen yhdistelmän annostelun C14-temotsolomidia. Seuraavana päivänä, 5 mg /kg: n annos C14-temotsolomidin annettiin suun kautta joko yksinään tai välittömästi sen jälkeen annoksella 10 mg /kg, kandesartaani i.p. hallinto.

Tuolloin osin, kudokset kerättiin ja arvioitiin radio-isotooppi jakelu standardeilla scintillography menetelmillä.

Combination Siedettävyystutkimuksessa

8-10 viikkoa vanhoja, terve C57BL /6J-hiirille annettiin joko temotsolomidia yksinään 25 mg /kg, tai yhdessä yhdistelmän tekijöille ilmoitetuilla reiteillä ja annostasoilla. Seuraavat kuusi päivää yhdistelmän annostelun temotsolomidi anto lopetettiin, kun taas yhdistelmä aineita annettiin vielä 4 päivää. Eläimet lopetettiin osoitetuissa aikapisteissä, ja verinäytteet analysoitiin verenkuva parametrit tavallisilla hematological menetelmiä.

annosalue Vaste Tutkimus Taustatietoa

lääkemääräystietoja etikettejä käyttää ohjaamaan annoksen valinta annosvälillä vastetutkimuksia.

risedronaatti (tuotenimi: Actonel [9]), ei-kliinisissä 80 viikon carcionogenicity tutkimukset suoritettiin hiirillä 32 mg /kg /vrk. Käyttämällä kehon pinta-ala normalisointi, etiketti arvioi tämä annos vastaa 6,5 ​​kertaa suurin suositeltu vuorokausiannos ihmiselle (30 mg /vrk), joka on tarkoitettu käytettäväksi Pagetin tauti. Siksi seulonta ja suurimman annoksen kantaman havainto tasolla meidän hiiri kokeissa 7,5 mg /kg /päivä on vain hieman parempi kuin suurin ihmiselle suositeltu päiväannos (MHRD), joka perustuu kehon pinta-alaan normalisointi. Pienin hiiri testattu annos, 1,5 mg /kg /vrk, on suurelta osin vastaa alempaan ihmisen vuorokausiannos (5 mg /vrk), joka on suositella osteoporoosihoitoja.

kandesartaani (tuotenimi: Atacandia [10 ]), ei-kliinisissä 104 karsinogeenisyyskokeissa hiirillä tehtiin 100 mg /kg /vrk. Atacand etiketti arvioi, että tämä aikaansai systeeminen altistus hiirillä (on AUC-arvon perusteella), jotka olivat noin 7 kertaa kuin ihmisillä antamisen jälkeen MHRD, 32 mg /vrk. Siksi seulonta ja suurimman annoksen kantaman havainto tasolla meidän hiiri kokeissa 10 mg /kg /vrk olivat todennäköisesti yläpuolella MHRD, on AUC-normalisoitu altistuksen perusteella, ottaen erityisesti huomioon alkuperäistä annostelun i.p. sijaan p.o. reitti. Hiiren kokeissa 2,5 mg /kg /vrk suun kautta olisi suurelta osin heijastava alhaisen merkintä annoksen tarkoitettu käytettäväksi verenpainetautia aikuisilla (8 mg /vrk).

terbinafiini (tuotenimi: Lamisil [11]), 28 kuukautta karsinogeenisuustutkimuksessa rotalla tehtiin 69 mg /kg /vrk; tämä annos on todettu olevan 2 kertaa MHRD, perustuen AUC altistumisen vertailuja. Meidän seulonta ja annosvälillä hiirillä käyttää i.p. hallinto, mikä viittaa 50 mg /kg /vrk annos tätä reittiä on todennäköisesti selvästi yli MHRD vastaava, koska lääke näyttää vaatimaton hyötyosuus eri lajeissa [12], [13]. Tämän tueksi, 50 mg /kg suun kautta annoksina hiirten aiemmin osoitettu saavan aikaan piikin systeeminen pitoisuus luokkaa 1 ug /ml [14], joka vastaa Cmax havaittu ihmisellä 250 mg: n annos. Emme jatkaa suun kautta annosta annoksenmääritystutkimus meidän hiiri malleja, koska huono vasteet havaittiin seuraava annostitraus i.p. reitti.

Tulokset

Suunnittelimme vaiheittainen kokeellinen testaus strategia, jotta voitaisiin seuloa, vahvistaa ja vahvistaa hyväksyttyjä lääkkeitä, jotka voisivat olla potentiaalisia aktiivisuutta yhdistelmänä solunsalpaajiin (kuvio 1A). Ensin yritimme suhteellisen nopeasti tehon ensisijainen näyttö käyttäen alhaisen eläinten määrä (tyypillisesti 10-ohjaus ja 5 koe-eläinten määrää yhdistelmä), testaamalla jokainen yhdiste yhdellä annoksella. Lupaavia hittejä primaariseulonta valittiin uudelleen testattiin samaa mallia arvioida toistettavuus. Toistettavissa osumia oli seuraava testattiin kaksi ylimääräistä ksenograftimalleissa testata onko tulokset olivat yleistettävissä. Useita yhdisteitä testattiin annos-vaste tutkimuksissa sekä muita kokeilututkimusten joilla pyritään kuvaavat mahdollisia mekanistinen toiminnan takana jokainen osuma. Loppujen lopuksi meidän testaus skeema (kuvio 1A) on suunniteltu tunnistamaan yhdisteitä, jotka osoittivat toistettavissa, vankka farmakologian ansaitsee nopea käännös hoitopaikassa.

. Kokeellinen testaus suppilo. Hyväksyttyjä lääkkeitä tunnistettiin ja uudelleen vahvistettu seulonta malli. Osumien testattiin edelleen täydentäviä malleja, ja tunnettu siitä, pilot-farmakologisissa tutkimuksissa. B. U87-MG Screening Model suunnittelu ja karakterisointi. Vuonna annosalueella-löytäminen kokeissa annostasolla 5 mg /kg temotsolomidia valittiin osittain tehokas annos, joka käytettiin seuraavissa yhdistelmänä tutkimuksissa. C. Ensisijainen näyttö yleiskatsaus. Vaaroja suhteet hyväksyttyjen lääkkeiden eloonjääminen analyysi (500 mm

3 kasvaintaakkaa sulku) piirretään mukaan listalla. Kaksipuolinen luottamusta arvioita on esitetty, merkittäviä osumia (N = 12, taulukko 1) korostettu punaisella. D. osumatarkkuus analyysi. Kokeellisesti havaittiin selviytyminen analyysi vaikutuksen kokoa (q) piirretään chi-neliö jakelun; Kolmogorov-Smirnov tilastoa vahvistaa null, että kukin peräisin samasta taustalla jakeluun.

Perustimme malli järjestelmään ja yhdisteen kokoelma kartoittaa laaja farmakologian kliinisesti relevantti asetus. Keskityimme glioblastoma sairaudeksi, jossa on korkea tyydyttämättömiä kliinisen tarpeen. Ensisijainen näyttö suoritettiin U87-MG glioblastoma johdettu ihmisen syövän solulinja; ksenografteissa tämän linjan kehitettiin käyttämällä kasvainpala serial passage menetelmiä. Olemme vahvistaneet malli oli reagoi standardi-of-care kemoterapeuttisten varten glioblastoma; alkyloiva lääke temotsolomidia herättivät täydellinen kasvaimen vasteita suurin osa eläimistä annoksella 100 mg /kg. Perustuen ennalta farmakologian tutkimukset, toteamme U87-MG malli näyttää suhteellisen hoidolle huonosti: vastuita saavuttaa lähellä täydellisen vasteen annos (AUC

0-inf ~125 ug * h /ml, tuloksia ei ole esitetty) todennäköisesti ylittyy, jotka on saatu ihmisillä kun seuraavan standardin annostelun ohjeita (AUC

0-inf -20 ug * h /ml).

koottu monipuolinen yhdiste kokoelma testata enemmistön farmakologiset mekanismit kohdistettu tällä hetkellä hyväksyttyjä lääkkeitä. Noin 1200 reseptilääkkeiden kohdistaa todennäköisesti enintään 300 ainutlaatuinen farmakologinen mekanismien [15], [16] -Me Arvioimme valittujen kirjaston 182 yhdisteiden ssä toistetaan noin 35% prosenttia farmakologian suunnattu ihmisen farmakopean (menetelmät). Käytännön pohjalta, me vetosi julkaisuihin auttaa valitsi annostasot ja lääkeformulaatioista. Ratkaisevaa annosteluun tasot ja annostamistavoissa valittiin saamiseksi emtrisitabiinialtistukset lähelle tai yli näiden saavuttaa käyttämällä annoksia jotka maksimaalisesti siedetty ihmisellä (taulukko S1 File S1). Lyhyesti sanottuna seurannut ”ahne” strategia että ensimmäinen probed supra-farmakologisia vaikutuksia rasteritilan, jonka jälkeen osuma validointi altistuksella, lähempänä tilannetta jokapäiväisessä kliinisessä käytössä.

Useat merkittäviä havaintoja voidaan havaittu ensisijainen tehokkuus näytön 182 yhdisteen asetettu U87-MG malli (kuvio 1 C, taulukko S1 File S1). Ensinnäkin, kokeellisin menetelmin, jotka olivat teknisesti toteutettavissa ja kohtuullisen resurssitehokkaisiin, voisimme havaita, että temotsolomidia ja hyväksyttyjä lääkkeitä osoitti yhdistelmä tehoa aikana suhteellisen suuren suoritustehon seulonnan. Kaksitoista ensisijainen osumia tunnistettiin että viivästytti saavuttamiseen tarvittava aika kouraantuntuva tuumoritaakka hoidetuissa eläimissä (taulukko 1). Nämä osumia näytteillä tehoa yhdistettynä temotsolomidi jokseenkin vastannut mitä voitaisiin saada kaksinkertaistamalla terapeuttinen annos temotsolomidia (kuvio 1 C, Methods). Tulokset olivat toistettavissa: 10 11 kokeita, erittäin aktiivinen annos temotsolomidia (100 mg /kg) oli erittäin merkitsevästi erilainen kuin kohtalainen annos (5 mg /kg), joita käytetään testeissä, ja osoittivat vaatimaton tilastollista syrjintää jäljellä tutkimuksessa (tuloksia ei ole esitetty). On rohkaisevaa, tunnetut kemoterapeuttisten doketakselin ja etoposidin osoitti tehoa yhdistettynä temotsolomidia (taulukko 1). Myös yleinen ensisijainen osumatarkkuus (6,6%) ei näyttänyt liian korkea, mikä voisi ehdottaa sopimattomia johtuvat vaikutukset kokeellista vaihtelu. Samalla, osumatarkkuus ilmestyi riittävän eroaa nollasta, mikä viittaa meidän lähestymistapa saattaa syrjiä osumia olematta liian rajoittava. Kaiken tärkein repurposing näyttö vahvistaa kohtuullisen ennustettavissa odotus: yhteenlaskettuna hyväksyttyjä lääkkeitä ei saada syöpälääkkeen vaikutuksia, kun taas vaatimaton kokoelma lääkkeet saattavat ilmetä hyödyllisiä farmakologian yhdessä tavanomaisen kemoterapian (kuvio 1 D).

suorituksen vahvistuksen tutkimuksissa 33 huumeita ensisijaisen näytön, joka ei ollut tiedossa kemoterapeuttisia (kuva S1). Kahdeksan yhdestätoista (73%) ehdokkaista, jotka osoittivat tilastollista merkittävyyttä Ensiölajittimessa vahvistettiin toisessa testissä. Olemme myös kysellä 22 ylimääräisiä lääkkeitä, jotka eivät osoittaneet merkitystä aluksi. Kuten odotettua vähemmän (3 22, 14%) näistä aineista osoitti vaikutuksensa toisiolajitin jos ne olisivat negatiivisia ensisijainen näyttö, mikä viittaa toinen aste validointi meidän kokeellista lähestymistapaa. Ylimääräisenä uudistettuun askel, me annosteltu kahdeksan ensisijaisen osumia puuttuessa temotsolomidia (kuva S1). Kuten odottaa saattaa, mikään näistä turvallisia lääkkeitä osoitti ensisijainen syöpälääkkeen vaikutuksia, jälleen viittaa siihen, että meidän näyttö paljasti uusia lääkkeitä, joilla on potentiaalisia antituumorivaikutuksia vain taustalla tavanomaisen kemoterapian.

lisäksi validoitu 15 vahvistanut osumia kaksi ylimääräistä ksenograftimalleissa: A375 melanooman ja SF295 glioblastooma ihmisen syövän linjat (Supplemental Methods, kuva 2). Kuusi lääkkeet osoittaneet aktiivisuutta yhdessä näistä ortogonaalisen mallien kun annostellaan yhdessä temotsolomidia. Yhteenvetona meidän seulonta strategia näyttää löytäneen useita lääkkeitä, joilla on

bona fide

toiminnan kanssa alkylointiaineen temotsolomidia useiden kasvaintyypeille.

. Hit validointi ylimääräisiä malleissa. Valittu ensisijainen näkymäosumaa testattiin yhdessä Saharan tehokkailla annoksilla temotsolomidia mallissa glioblastooma ja melanooman ksenograftimalleissa. Arvioida farmakologisia vaikutuksia terbinafiini annosteltiin p.o. A375 mallissa annoksella välein viisi kertaa suurempi kuin sen seulonta-annos i.p. reitti. Vuonna ensiölajittimesta vertailuissa, risedronaatti oli merkittäviksi eloonjääminen analyysi cut-off at 1000 mm

3, mutta ei 500 mm

3. B. Hypertension huumeiden yhdistelmiä. Lääkkeet annosteltiin yhdistelmän U87-MG malli, annoksella ensisijaisen näytössä, tai kuten on osoitettu lisämateriaalit. Vaikutukset kasvaimen kasvua arvioitiin päivänä 20 tutkimuksen. Keinot plus SEM esitetty (N = 10); kandesartaani ja temotsolomidi 100 mg /kg merkittävästi M-ANOVA p 0,05.

Jos joidenkin varmuudella, pyrimme edelleen luonnehtivat tuloksena osumia. Koska sen puolueeton, empiirinen luonne, meidän näytön pitäisi paljastaa syöpälääkkeen vaikutuksia aiheuttama erilaiset tekijät. Ensinnäkin, yhdistelmä lääkitys saattaa moduloida ominaisvaikutus temotsolomidia, vaikuttamalla joko sen pääasiallinen toiminta DNA alkalation, tai muuttamalla seurauksena DNA-vaurioita vasteita kuten solusyklin pysähtymisen ja apoptoosin. Samoin temotsolomidia ja indusoi DNA alkylointia voisi on neomorphic tavalla, muuntaa signalointi yhdistelmän aiheuttamat huumeiden uusiksi solujen kasvua tai solujen selviytymistä signaaleja. Lisäksi mikä tahansa ja kaikki nämä vaihtoehdot voivat olla seurausta joko solun autonominen tai ei-solu riippumattoman prosessin: kahden aineen voisivat yhdessä kohdistaa yksittäinen syöpäsolu, tai aiheuttaa autokriinisella tai parakriinistä signalointi aiheuttaakseen lopulta vähensi kasvainten kasvua ja selviytymistä. Tutkimme joitakin mahdollisia mekanismeja tehon yhden ehdokkaan huumeiden kohteisiin, angiotensiini-II-reseptorin salpaaja kandesartaani.

Ensin arvioi samanaikaisen kandesartaani annostelu pelkästään muutettiin ensisijainen farmakokinetiikkaa temotsolomidin [17], [18 ]. Löysimme kandesartaani ei merkittävästi muuttanut biojakaantumi- temotsolomidia poikki useissa kudoksissa, mikä viittaa tässä repurposing ehdokas ei välittää sen vaikutuksia pelkästään sillä lääkeainemetaboliaan yhteisvaikutuksia (taulukko S2 File S1). Lisäksi testasimme kandesartaani suoraan lisäsi solutoksisuudesta temotsolomidia viljellyissä U87MG soluissa. Kiinteä-suhde (1-to-2.4) yhdistelmä käytettiin aloittaen suprapharmacologic pitoisuuksina 40 uM temotsolomidia ja 16,7 uM kandesartaani, vastaavasti. Across nämä pitoisuudet, olemme huomanneet rajoitettu

in vitro

teho yhdistelmän kandesartaani ja temotsolomidi (kuva S2), ja siksi käännyimme takaisin

in vivo

malleja tutkia luonnetta tämän farmakologisen vuorovaikutus.

Seuraavaksi arvioimme miten muiden lääkkeiden kanssa samanlainen farmakologinen mekanismien esiintymään ensisijainen U87MG seulonta malli. Kiinnostavaa kyllä, havaitsimme, että useita angiotensiini II reseptorin estäjä lääkkeet ( ”-artans”) oli myös tehokas yhdistelmänä temotsolomidia (kuvio 2b). Lisäksi, muita lääkkeitä, kuten reniini aliskerin, sekä kalsiumkanavan salpaajien (amlodipiini) ja ACE: n estäjät (enalapriili) ilmestyi myös marginaalisesti tehokkaita. Nämä havainnot viittaavat siihen useita mielenkiintoisia johtopäätöksiä: 1.) meidän ensisijainen näyttö tuloksia voidaan vahvistaa lääkkeillä kautta vaikuttavan samanlainen toimintamekanismi 2) tuntemattoman farmakoforimalli osana useisiin angiotensiini-II-reseptorin estäjä tukirunkoja saattaa olla syövän vastaisen farmakologia 3.)

in vivo

näytöt voivat paljastaa monimutkainen biologinen aktiivisuus polkuja, jotka voidaan estää erilaisia ​​lääkkeitä.

Lisäksi arvioimme onko yhdistelmä kandesartaanin /temotsolomidin aiheutti toksisuutta erityisesti syövän kudoksissa, tai yleisemmin muuttanut farmakologinen marginaali temotsolomidia. Havaitsimme, että suurilla annoksilla, kandesartaani yhdistelmä vähentynyt lymfosyyttien ja punasolujen määrä; nämä ovat kaksi annosta rajoittavaa haittavaikutuksia, jotka vaikuttavat hyväksytty käyttöön temotsolomidin ihmisillä (taulukko S3 File S1). Lisäksi olemme huomanneet, että korkea-annos kandesartaani pahentaa laihtuminen ja muita heikentynyt perustuslaillisia tervehtymisen merkkejä hiirillä, kun annostellaan yhdistelmänä (tuloksia ei ole esitetty). Nämä havainnot viittaavat siihen, kaksi johtopäätöstä. Ensinnäkin, kun lisätehoa myönnetty lisäämällä kandesartaanin voi olla toivottavaa, yhdistelmä saattaa myös lisätä haittavaikutuksia, jolloin riski-hyötyprofiili juuri muuttunut temotsolomidia annostelun yksin. Toiseksi mekanistinen farmakologian taustalla tuloksemme todennäköisesti monimutkainen: kandesartaani voi muuttaa sekä sisäsyntyinen ja erittävät tekijöitä, jotka aiheuttavat väheni elinkelpoisuus sekä solu- autonominen, ja ei-solu- autonominen, muoti-tämä voi johtaa optimaalinen syöpään kohdistamista. Vaikka kuulu tutkimuksen kerromme täällä, on todennäköistä, että ylimääräinen prekliinisissä tutkimuksissa voi osoittautua, että näyttö paljasti uusia ja toivottavaa terapeuttisia mahdollisuuksia.

Vaikka mekanistinen tutkimus meidän seulonta osumia voi olla hyödyllinen, se voisi myös suotavampaa vahvistaa ehdokkaiden suoraan kliiniseen testaukseen. Nopeasti kääntää havaintomme, se pysyi välttämätöntä osoittaa tehokkuus at emtrisitabiinialtistukset lähempänä mitä saavutetaan jokapäiväisessä ihmisten käyttöön. Käytimme määrättäessä etiketit kandesartaani, antifungaalisen terbinafiini, ja bisfosfonaatin risedrontate valita erilaisia ​​suun kautta annosten testaamiseksi U87MG malli (menetelmät). Verrattuna meidän seulonta ponnisteluja suurimpia siedettäviä annoksia, tehokkuus kaikkien näiden lääkkeiden laski merkityksetön tasolle kuin kukin testattiin lähempänä etiketti-hyväksytty annos-vastineet (kuva 3). Laajasti ottaen nämä tulokset merkitsevät sitä, että turvallisuutta koskevat lisätutkimukset, sekä yksin ja mahdollisesti yhdessä temotsolomidi tarvitaan ennen kuin nämä lääkekandidaatteja voitaisiin testata ihmisen syöpäpotilailla.

. Candesartan annoksilla vahvistuksen U87-MG malli. Candesartan vahvistettiin sen seulonta annoksella ja reitti; teho vähentynyt suun kautta annettuna lähellä ja alapuolella totesi MTD annos vastaa 14,3 mg /kg. B. Risedronate annosalue vahvistuksen. Risedronaatti näytteillä vaatimaton yhdistelmäefektit kun annostellaan suun kautta 7,5 mg /kg, joka lähellä MHRDD annos vastaa 5 mg /kg (vrt näytön tuloksen 15 mg /kg, i.p.). Annos altistus kehitys oli vaatimatonta, ja näytti vastaavan annoksilla hieman alle 5 mg /kg. C. Terbinafiini annosalue vahvistuksen. Terbinafiini testattiin i.p. hallinto. Tehoa vähentynyt lääke annettiin alle ihmisen annos vastaa 4 mg /kg. Ryhmä tarkoittaa esitetty; kohortti SEM ole esitetty selvyyden vuoksi.

Keskustelu

Useat tärkeät johtopäätökset ovat ehdottaneet pyrkimyksemme löytää lääke repurposing ehdokkaita syövän. Ensinnäkin, vaikka niiden monimutkaisuus,

in vivo

tutkimukset suoritimme voi tunnistaa lukuisia uusia lääkekandidaatteja by laajapohjaisen löytö seulonta monilla kymmeniä, ellei satoja, yhdisteitä. Osumia näytteille farmakologian, joka näkyy johdonmukainen ja toistettavissa useiden malli järjestelmiä, ja voi ehdottaa rakenne-aktiivisuus ja polku suhteita, jotka olivat aiemmin tuntemattomia ja odottamattomia.

Periaatteemme motivaatio suorittamisessa suoraan in vivo, vastakohtana ensisijaisena solu yhdistelmä seulonta, oli paljastaa huumeita monimutkaisissa, monisoluisista yhteyksissä, joita on vaikea mallintaa käyttämällä in vitro -järjestelmissä. On rohkaisevaa todeta, että viime aikoina, uusia ryhmiä ovat laajalti vahvistaneet havainnot välisestä vuorovaikutuksesta, angiotensiini esto ja kemoterapiaa. Kirjoittajat ehdottavat monimutkainen tila-of-toiminta liittyy vaskulogeneesiä monimutkainen kasvain strooman kudokseen [19]. Meneillään olevassa kliinisessä tutkimuksessa (NCT01821729) voi lisäksi vahvistaa terapeuttista potentiaalia kompleksin farmakologian löydettiin meidän näytöissä.

Näistä eduista in vivo näytöt, olemme myös huomata useita keskeisiä rajoituksia. Tärkeintä on, oletetaan, että repurposing näytöt tunnistaa lääkkeitä, joita voidaan nopeasti testata kliinisissä kokeissa. Tasalla, ponnistelumme ovat vain tuottanut ehdokkaat, jotka edellyttävät laajaa prekliinisen ja kliinisten turvallisuuden ennen tehoa voitaisiin testata potilailla. Vaikka tämä saattaa tuntua olevan todennäköinen seuraus meidän ”ahne” pääruutua että testattu lähes maksimi-siedettyjä, me esiin päinvastainen riski: näyttää todennäköiseltä meidän ensisijainen näyttö osumatarkkuus olisi laskenut triviaali tai lähellä nollaa tasoilla, oli arvioimme pienempiä annoksia aluksi.

Tässä asiayhteydessä, suosittelemme, että in vivo repurposing näytöt taustalla syövän hoitoa voidaan luonnonvaroiltaan suhteellisen tehotonta. Taustana tässä tutkimuksessa käy ilmi työ useiden tiimin jäsenten, jotka ovat osallistuneet merkittäviä toimia yli noin 18 kuukautta. Otettu näkökulmasta joko sidottujen varojen tai yhteisiä ponnistuksia, projektin kulutetaan resursseja pitkälti vastaavat tarvitaan siirtyminen yhden, uusi lääke prekliinisistä ja kliinisten turvallisuuden osaksi tehotutkimukseen syöpäpotilailla. Olemme keksineet uusia farmakologian kanssa mahdollisesti käyttää syövän hoidossa, mutta myös, että tasapainottaa työtä ja arvo repurposing näyttöjen verrattuna muihin tutkimuspainopisteiden saattaa osoittautua vaikeaksi poikki laajemman syöpä tiedeyhteisö.

tukeminen Information

Kuva S1.

monoterapia tehoa ehdokas osumia U87-MG ksenografteissa. Yhdisteitä annettiin sama annos ja reitti käyttää aikana ensiölajittimen. Kasvaimen mittaukset arvioitiin päivänä 16. Ryhmä keinoin esitetään; virhe on SEM, N = 8-10.

doi: 10,1371 /journal.pone.0101708.s001

(PPTX) B Kuva S2.

Vaatimaton yhdistelmäefektit temotsolomidia ja kandesartaania U87MG soluissa in vitro. U87MG-soluja viljeltiin vakio-olosuhteissa (DMEM, jossa oli 10% FBS), ja altistettiin 72 tunnin ajan yhdisteiden kanssa eri pitoisuuksina. Korkein pitoisuus temotsolomidin tuotto oli 300 uM, ainakin yhden log keskimääräistä terapeuttisten pitoisuuksien havaittu kliinisissä annon. Candesartan testattiin pitoisuuden vaihtelee peräti 16,7 uM, jälleen hyvin yli terapeuttinen emtrisitabiinialtistukset. Yhdisteet yhdistettiin kiinteällä annoksella suhde 2,4-1 (esimerkiksi 40 uM temotsolomidi 16,7 uM kandesartaani). Sisplatiini työskenteli sytotoksinen ohjaus yhdistettä pitoisuuksina alkaen 100 uM. Solujen elinkelpoisuus arvioitiin käyttäen kolorimetrisiä menetelmiä (MTS määritykset). Temozolomide osoitti vähäisiä elinkelpoisuuden vaikutukset U87MG jopa 300 uM in vitro. Lisäys kandesartaani jopa 16,7 uM ei voimakkaasti voimistanut hoitoa jopa 40 uM temotsolomidi verrattuna sisplatiiniin, joka indusoi näkyvä esto solujen elinkykyä.

Doi: 10,1371 /journal.pone.0101708.s002

( PPTX)

Tiedoston S1.

taulukot S1-S3. Taulukko S1. Phenix Cancer kirjasto. Edellyttäen Excel-tiedoston online lisämateriaalit. Taulukko S2. Vahvistus Tutkimukset U87MG ksenograftimallissa. Hiirillä U87-MG annosteltiin temotsolomidia yhdessä luetellut aineet. Survival-analyysi suoritettiin, kuten on kuvattu; mittarit tarjotaan vertailua. Taulukko S3. Hematopoieettinen muutokset mukaan kandesartaani yhdistettynä temotsolomidia. C57BLJ6 hiirille annosteltiin temotsolomidi tai ilman kandesartaani annoksina ja reitit merkitty. Verinäytteet kerättiin verenkuva hematologian analyysi. Muuttumaton parametreja ei ole esitetty; solupopulaatioiden osoittaa merkittäviä muutoksia (kursivoitu) useina annosryhmissä on esitetty alla. * P 0,05 ANOVA: lla, Dunnettin post-hoc-testi. Arvot ovat keskiarvoja (SEM), N = 10.

doi: 10,1371 /journal.pone.0101708.s003

(DOCX) B

Kiitokset

Kirjoittajat kiittää seuraaville rakentavia keskusteluja ja arvostettu neuvoja: Dr. David Tung, Dr. Dean Welsch, tohtori Gary DeCrescenzo ja tohtori Reza Halse.