Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tiền điều trị bằng hyaluronidase tái tổ hợp người PEGylated (PEGPH20) cải thiện phân bố trong khối u và hiệu quả của paclitaxel trong các mô hình tiền lâm sàng
Tóm tắt
Sự thâm nhập thuốc hạn chế trong các khối u rắn là một trong những nguyên nhân có thể gây ra hiệu quả hạn chế của hóa trị và liên quan đến môi trường vi mô khối u bị biến đổi. Mô đệm ngoại bào khối u (ECM) bất thường cùng với các mạch máu và mạch bạch huyết bất thường, mô đệm phản ứng và viêm đều ảnh hưởng đến sự hấp thu, phân phối và hiệu quả của các thuốc chống ung thư. Chúng tôi đã điều tra tác động của việc tiền điều trị bằng hyaluronidase tái tổ hợp người PEGylated PH20 (PEGPH20) trong việc phân hủy hyaluronan (axit hyaluronic; HA), một trong những thành phần chính của ECM, nhằm cải thiện sự phân phối của các thuốc chống u và tăng cường hiệu quả điều trị của chúng. Hoạt tính chống u của paclitaxel (PTX) trong mô hình ung thư buồng trứng SKOV3 thể hiện dư thừa men tổng hợp HA và kiểu hình hoang dã, cũng như trong mô hình khối u ghép BxPC3 tuyến tụy, đã được đánh giá bằng cách theo dõi sự phát triển của khối u với hoặc không có tiền điều trị PEGPH20. Dược động học và sự thâm nhập khối u của PTX đã được đánh giá bằng phân tích HPLC và hình ảnh khối phổ trong cùng các mô hình khối u. Kiến trúc mô khối u và sự lắng đọng HA đã được phân tích bằng hóa sinh mô học. Tiền điều trị với PEGPH20 đã làm thay đổi kiến trúc mô khối u và cải thiện hoạt tính chống u của paclitaxel trong mô hình khối u SKOV3/HAS3, tạo điều kiện tích lũy và phân phối đồng nhất hơn trong khối u, như được đánh giá bởi phân tích định lượng và định tính. PEGPH20 cũng làm giảm hàm lượng HA ảnh hưởng, mặc dù không mạnh mẽ, đến phân phối và hoạt tính chống u của PTX trong mô hình khối u BxPC3. Việc tái cấu trúc mô đệm của các khối u giàu HA bằng cách giảm thiểu HA với tiền điều trị PEGPH20 là một chiến lược tiềm năng thành công để cải thiện phân bố trong khối u của các thuốc chống ung thư, tăng cường hiệu quả điều trị của chúng mà không làm tăng độc tính.
Từ khóa
#PEGPH20 #hyaluronidase #paclitaxel #ung thư #mô hình tiền lâm sàngTài liệu tham khảo
Holohan C, Van Schaeybroeck S, Longley DB, Johnston PG. Cancer drug resistance: an evolving paradigm. Nat Rev Cancer. 2013;13(10):714–26. https://doi.org/10.1038/nrc3599.
Fuso Nerini I, Morosi L, Zucchetti M, Ballerini A, Giavazzi R, D'Incalci M. Intratumor heterogeneity and its impact on drug distribution and sensitivity. Clin Pharmacol Ther. 2014;96(2):224–38. https://doi.org/10.1038/clpt.2014.105.
Lankelma J, Dekker H, Luque FR, Luykx S, Hoekman K, van der Valk P, et al. Doxorubicin gradients in human breast cancer. Clin Cancer Res. 1999;5(7):1703-7.
Primeau AJ, Rendon A, Hedley D, Lilge L, Tannock IF. The distribution of the anticancer drug doxorubicin in relation to blood vessels in solid tumors. Clin Cancer Res. 2005;11(24):8782–8. https://doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-05-1664.
Minchinton AI, Tannock IF. Drug penetration in solid tumours. Nat Rev Cancer. 2006;6(8):583–92. https://doi.org/10.1038/nrc1893.
Trédan O, Galmarini CM, Patel K, Tannock IF. Drug resistance and the solid tumor microenvironment. J Natl Cancer Inst. 2007;99(19):1441–54. https://doi.org/10.1093/jnci/djm135.
Dobosz M, Ntziachristos V, Scheuer W, Strobel S. Multispectral fluorescence ultramicroscopy: three-dimensional visualization and automatic quantification of tumor morphology, drug penetration, and antiangiogenic treatment response. Neoplasia. 2014;16(1):1–W7. https://doi.org/10.1593/neo.131848.
Chang Q, Ornatsky OI, Siddiqui I, Straus R, Baranov VI, Hedley DW. Biodistribution of cisplatin revealed by imaging mass cytometry identifies extensive collagen binding in tumor and normal tissues. Sci Rep. 2016;6(1). https://doi.org/10.1038/srep36641.
Giordano S, Morosi L, Veglianese P, Licandro SA, Frapolli R, Zucchetti M, et al. 3D mass spectrometry imaging reveals a very heterogeneous drug distribution in tumors. Sci Rep. 2016;6(1). https://doi.org/10.1038/srep37027.
Morosi L, Giordano S, Falcetta F, Frapolli R, Licandro SA, Matteo C, et al. Application of 3D mass spectrometry imaging to TKIs. Clin Pharmacol Ther. 2017;102(5):748–51. https://doi.org/10.1002/cpt.786.
Tsubata Y, Hayashi M, Tanino R, Aikawa H, Ohuchi M, Tamura K, et al. Evaluation of the heterogeneous tissue distribution of erlotinib in lung cancer using matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry imaging. Sci Rep. 2017;7(1):12622. https://doi.org/10.1038/s41598-017-13025-8.
Bartelink IH, Prideaux B, Krings G, Wilmes L, Lee PRE, Bo P, et al. Heterogeneous drug penetrance of veliparib and carboplatin measured in triple negative breast tumors. Breast Cancer Res. 2017;19(1):107. https://doi.org/10.1186/s13058-017-0896-4.
Cesca M, Morosi L, Berndt A, Fuso Nerini I, Frapolli R, Richter P, et al. Bevacizumab-induced inhibition of angiogenesis promotes a more homogeneous Intratumoral distribution of paclitaxel, improving the antitumor response. Mol Cancer Ther. 2016;15(1):125–35. https://doi.org/10.1158/1535-7163.MCT-15-0063.
Heldin C, Rubin K, Pietras K, Ostman A. High interstitial fluid pressure - an obstacle in cancer therapy. Nat Rev Cancer. 2004;4(10):806–13. https://doi.org/10.1038/nrc1456.
Provenzano PP, Cuevas C, Chang AE, Goel VK, Von Hoff DD, Hingorani SR. Enzymatic targeting of the stroma ablates physical barriers to treatment of pancreatic ductal adenocarcinoma. Cancer Cell. 2012;21(3):418–29. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2012.01.007.
Eikenes L, Tari M, Tufto I, Bruland OS, de Lange Davies C. Hyaluronidase induces a transcapillary pressure gradient and improves the distribution and uptake of liposomal doxorubicin (Caelyx) in human osteosarcoma xenografts. Br J Cancer. 2005;93(1):81–8. https://doi.org/10.1038/sj.bjc.6602626.
Wong KM, Horton KJ, Coveler AL, Hingorani SR, Harris WP. Targeting the tumor stroma: the biology and clinical development of Pegylated recombinant human hyaluronidase (PEGPH20). Curr Oncol Rep. 2017;19(7):47. https://doi.org/10.1007/s11912-017-0608-3.
Marcucci F, Corti A. How to improve exposure of tumor cells to drugs: promoter drugs increase tumor uptake and penetration of effector drugs. Adv Drug Deliv Rev. 2012;64(1):53–68. https://doi.org/10.1016/j.addr.2011.09.007.
Kirtane AR, Sadhukha T, Kim H, Khanna V, Koniar B, Panyam J. Fibrinolytic enzyme Cotherapy improves tumor perfusion and therapeutic efficacy of anticancer nanomedicine. Cancer Res. 2017;77(6):1465–75. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-16-1646.
Sakai S, Iwata C, Tanaka HY, Cabral H, Morishita Y, Miyazono K, et al. Increased fibrosis and impaired intratumoral accumulation of macromolecules in a murine model of pancreatic cancer co-administered with FGF-2. J Control Release. 2016;230:109–15. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2016.04.007.
Toole BP. Hyaluronan: from extracellular glue to pericellular cue. Nat Rev Cancer. 2004;4(7):528–39. https://doi.org/10.1038/nrc1391.
Auvinen P, Rilla K, Tumelius R, Tammi M, Sironen R, Soini Y, et al. Hyaluronan synthases (HAS1-3) in stromal and malignant cells correlate with breast cancer grade and predict patient survival. Breast Cancer Res Treat. 2014;143(2):277–86. https://doi.org/10.1007/s10549-013-2804-7.
Theocharis AD, Skandalis SS, Tzanakakis GN, Karamanos NK. Proteoglycans in health and disease: novel roles for proteoglycans in malignancy and their pharmacological targeting. FEBS J. 2010;277(19):3904–23. https://doi.org/10.1111/j.1742-4658.2010.07800.x.
Kultti A, Zhao C, Singha NC, Zimmerman S, Osgood RJ, Symons R, et al. Accumulation of extracellular hyaluronan by hyaluronan synthase 3 promotes tumor growth and modulates the pancreatic cancer microenvironment. Biomed Res Int. 2014;2014:1–15. https://doi.org/10.1155/2014/817613.
Li X, Shepard HM, Cowell JA, Zhao C, Osgood RJ, Rosengren S, et al. Parallel accumulation of tumor Hyaluronan, collagen, and other drivers of tumor progression. Clin Cancer Res. 2018;24(19):4798–807. https://doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-17-3284.
Singha NC, Nekoroski T, Zhao C, Symons R, Jiang P, Frost GI, et al. Tumor-associated hyaluronan limits efficacy of monoclonal antibody therapy. Mol Cancer Ther. 2015;14(2):523–32. https://doi.org/10.1158/1535-7163.MCT-14-0580.
Thompson CB, Shepard HM, O'Connor PM, Kadhim S, Jiang P, Osgood RJ, et al. Enzymatic depletion of tumor hyaluronan induces antitumor responses in preclinical animal models. Mol Cancer Ther. 2010;9(11):3052–64. https://doi.org/10.1158/1535-7163.MCT-10-0470.
Jacobetz MA, Chan DS, Neesse A, Bapiro TE, Cook N, Frese KK, et al. Hyaluronan impairs vascular function and drug delivery in a mouse model of pancreatic cancer. Gut. 2013;62(1):112–20. https://doi.org/10.1136/gutjnl-2012-302529.
Manuel ER, Chen J, D'Apuzzo M, Lampa MG, Kaltcheva TI, Thompson CB, et al. Salmonella-based therapy targeting Indoleamine 2,3-dioxygenase coupled with enzymatic depletion of tumor Hyaluronan induces complete regression of aggressive pancreatic tumors. Cancer Immunol Res. 2015;3(9):1096–107. https://doi.org/10.1158/2326-6066.CIR-14-0214.
Cao J, Pickup S, Clendenin C, Blouw B, Choi H, Kang D, et al. Dynamic contrast-enhanced MRI detects responses to stroma-directed therapy in mouse models of pancreatic ductal adenocarcinoma. Clin Cancer Res. 2019;25(7):2314–22. https://doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-18-2276.
Hingorani SR, Harris WP, Beck JT, Berdov BA, Wagner SA, Pshevlotsky EM, et al. Phase Ib study of PEGylated recombinant human hyaluronidase and gemcitabine in patients with advanced pancreatic Cancer. Clin Cancer Res. 2016;22(12):2848–54. https://doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-15-2010.
Infante JR, Korn RL, Rosen LS, LoRusso P, Dychter SS, Zhu J, et al. Phase 1 trials of PEGylated recombinant human hyaluronidase PH20 in patients with advanced solid tumours. Br J Cancer. 2018;118(2):153–61. https://doi.org/10.1038/bjc.2017.327.
Hingorani SR, Zheng L, Bullock AJ, Seery TE, Harris WP, Sigal DS, et al. HALO 202: randomized phase II study of PEGPH20 plus nab-paclitaxel/gemcitabine versus nab-paclitaxel/gemcitabine in patients with untreated, metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma. J Clin Oncol. 2018;36(4):359–66. https://doi.org/10.1200/JCO.2017.74.9564.
Doherty GJ, Tempero M, Corrie PG. HALO-109-301: a phase III trial of PEGPH20 (with gemcitabine and nab-paclitaxel) in hyaluronic acid-high stage IV pancreatic cancer. Future Oncol. 2018;14(1):13–22. https://doi.org/10.2217/fon-2017-0338.
Van Cutsem E, Tempero MA, Sigal D, Oh D, Fazio N, Macarulla T, et al. Randomized phase III trial of Pegvorhyaluronidase alfa with nab-paclitaxel plus gemcitabine for patients with Hyaluronan-high metastatic pancreatic adenocarcinoma. J Clin Oncol. 2020;38(27):3185–94. https://doi.org/10.1200/JCO.20.00590.
Laster WR, Schabel FM, Skipper HE, Wilcox WS, Thomson JR. Experimental Evaluation of Potential Anticancer Agents IV. Host Weight Loss as It Relates to False Positives in Drug Evaluation. Cancer Res. 1961;21:895-906.
Morosi L, Spinelli P, Zucchetti M, Pretto F, Carrà A, D'Incalci M, et al. Determination of paclitaxel distribution in solid tumors by nano-particle assisted laser desorption ionization mass spectrometry imaging. PLoS One. 2013;8(8):e72532. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0072532.
Giordano S, Zucchetti M, Decio A, Cesca M, Fuso Nerini I, Maiezza M, et al. Heterogeneity of paclitaxel distribution in different tumor models assessed by MALDI mass spectrometry imaging. Sci Rep. 2016;6(1). https://doi.org/10.1038/srep39284.
Falcetta F, Morosi L, Ubezio P, Giordano S, Decio A, Giavazzi R, et al. Past-in-the-future. Peak detection improves targeted mass spectrometry imaging. Anal Chim Acta. 2018. https://doi.org/10.1016/j.aca.2018.06.067.
van Griethuysen JJM, Fedorov A, Parmar C, Hosny A, Aucoin N, Narayan V, et al. Computational Radiomics System to Decode the Radiographic Phenotype. Cancer Res. 2017. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-17-0339.
Prasad M, Postma G, Morosi L, Giordano S, Giavazzi R, D'Incalci M, et al. Drug-homogeneity index in mass-spectrometry imaging. Anal Chem. 2018;90(22):13257–64. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.8b01870.
Colombo C, Morosi L, Bello E, Ferrari R, Licandro SA, Lupi M, et al. PEGylated nanoparticles obtained through emulsion polymerization as paclitaxel carriers. Mol Pharm. 2016;13(1):40–6. https://doi.org/10.1021/acs.molpharmaceut.5b00383.
Fruscio R, Lissoni AA, Frapolli R, Corso S, Mangioni C, D'Incalci M, et al. Clindamycin-paclitaxel pharmacokinetic interaction in ovarian cancer patients. Cancer Chemother Pharmacol. 2006;58(3):319–25. https://doi.org/10.1007/s00280-005-0160-y.
Garattini S, Fuso Nerini I, D'Incalci M. Not only tumor but also therapy heterogeneity. Ann Oncol. 2018;29(1):13–8. https://doi.org/10.1093/annonc/mdx646.
Hiltunen ELJ, Anttila M, Kultti A, Ropponen K, Penttinen J, Yliskoski M, et al. Elevated hyaluronan concentration without hyaluronidase activation in malignant epithelial ovarian tumors. Cancer Res. 2002;62(22):6410-3.
Anttila MA, Tammi RH, Tammi MI, Syrjänen KJ, Saarikoski SV, Kosma VM. High levels of stromal hyaluronan predict poor disease outcome in epithelial ovarian cancer. Cancer Res. 2000;60(1):150-5.
Tammi RH, Kultti A, Kosma V, Pirinen R, Auvinen P, Tammi MI. Hyaluronan in human tumors: pathobiological and prognostic messages from cell-associated and stromal hyaluronan. Semin Cancer Biol. 2008;18(4):288–95. https://doi.org/10.1016/j.semcancer.2008.03.005.
Jiang P, Li X, Thompson CB, Huang Z, Araiza F, Osgood R, et al. Effective targeting of the tumor microenvironment for cancer therapy. Anticancer Res. 2012;32(4):1203-12.
Brundel DH, Feeney OM, Nowell CJ, Suys EJ, Gracia G, Kaminskas LM, et al. Depolymerization of hyaluronan using PEGylated human recombinant hyaluronidase promotes nanoparticle tumor penetration. Nanomedicine (London). 2021;16(4):275–92. https://doi.org/10.2217/nnm-2020-0433.
Ramanathan RK, McDonough SL, Philip PA, Hingorani SR, Lacy J, Kortmansky JS, et al. Phase IB/II randomized study of FOLFIRINOX plus Pegylated recombinant human hyaluronidase versus FOLFIRINOX alone in patients with metastatic pancreatic adenocarcinoma: SWOG S1313. J Clin Oncol. 2019;37(13):1062–9. https://doi.org/10.1200/JCO.18.01295.
Hakim N, Patel R, Devoe C, Saif MW. Why HALO 301 Failed and Implications for Treatment of Pancreatic Cancer. Pancreas (Fairfax). 2019. https://doi.org/10.17140/POJ-3-e010.