Противораковая активность артемизинина и его производных

СИЛЬВИЯ СЛЕЗАКОВА И ЯНА РУДА-КУЧЕРОВА

Кафедра фармакологии, медицинский факультет, масариков Университет, Брно, Чешская Республика

Аннотация. Артемизинин – это экстракт растения Artemisia annua. С его полусинтетическими производными он образует группу хорошо известных и эффективных противомалярийных препаратов. Недавние исследования документально подтвердили потенциальный противораковый эффект артемизинина и его производных (ART). В настоящем обзоре обобщены результаты доклинических исследований, документирования механизмов противоопухолевого действия ART и клинических исследований, посвященных, в основном, эффективности, безопасности и диапазону доз ART в качестве противоопухолевых химиотерапевтических средств. Основными механизмами действия ART являются производство активных форм кислорода, ингибирование клеточного цикла в фазе G0/G1, индукция апоптоза и ингибирование ангиогенеза. Исследования безопасности показали отсутствие явной токсичности и низкую частоту побочных эффектов. Возможность ART подавлять рост солидных опухолей предполагает их применение в неоадъювантной терапии. Дигидроартемизинин и артесунат проявляют химиосенсибилизирующее действие in vivo на раковые клетки груди, легких, поджелудочной железы и глиомы, что позволяет использовать ART также в комбинированной противоопухолевой терапии.

Рак остается одной из основных причин смерти наряду с сердечно-сосудистыми и респираторными заболеваниями в Европе. По мере старения населения возрастает риск рака, а вместе с ним и поиск новых химиотерапевтических средств, направленных на борьбу с раком. В основном пациенты с высокометастатическим и агрессивным раком получают пользу от лекарств, альтернативных традиционным химиотерапевтическим средствам, к которым у раковых клеток обычно развивается лекарственная устойчивость (1, 2). Травы, давно известные и используемые сегодня в традиционной китайской медицине, представляют собой большой источник активных веществ и являются целью исследования новых химиотерапевтических средств против рака.

Artemisia annua (полынь однолетняя) – хорошо известное китайское лекарственное растение, которое часто используется при лечении желтухи и гепатита, а также для снижения температуры, тошноты, головных болей и чрезмерного потоотделения, вызванных летней жарой, паразитарными инфекциями и малярией.

В самых ранних текстах китайских травников, относящихся к 168 году до нашей эры. упоминаются высушенные листья Artemisia annua в смеси с другими растениями, приготовленные в виде настоя, используемого для лечения геморроя, и в качестве усилителя либидо (3-5).

В западной медицине артемизинин широко используется в лечении малярии. Рекомендации ВОЗ включают комбинированную терапию на основе артемизинина в качестве лечения первой линии при неосложненной малярии, вызванной Plasmodium falciparum (6). Переносится хорошо, значительных побочных эффектов не наблюдается. Несколько исследований продемонстрировали, что артемизинин и его производные (ART) проявляют действие против вирусов и других паразитов, таких как Schistosoma или Leishmania, а также против рака (7). Наблюдения за тем, что артемизинин подавляет рост многих трансформированных клеточных линий, привели к гипотезе о том, что это лекарство также может быть полезно для лечения неоплазии человека.

Что касается противомалярийных эффектов, то точные механизмы, лежащие в основе противоопухолевой активности ART, остаются неуловимыми (8). Однако наличие эндопероксидного мостика и продукция активных форм кислорода (АФК) предполагается как важная особенность не только в противомалярийном действии, но и в борьбе с раковыми клетками (9). Целью данного обзора является обощение текущих знаний о механизмах противоопухолевого действия артемизинина и клинических испытаниях, оценивающих его эффективность. Обзор основан на поиске в PubMed статей по ключевым словам «артемизининовое противоопухолевое средство», «артесунатный рак», «дигидроартемизининовый рак», «артемизининовый механизм», «комбинированный рак артемизинина» и терминам  «артемизинин», «артесунат», «дигидроартемизинин». на сайте ClinicalTrials.gov.

Источник и экстракция артемизинина

Для корреспонденции: Яна Руда-Кучерова, доктор философии, кафедра фармакологии, медицинский факультет, Масариков Университет, Брно, Чешская Республика. Электронная почта: jkucer@med.muni.cz

Ключевые слова: Артемизинин, противораковая активность, Артесунат, дигидроартемизинин, обзор.

Артемизинин – это сесквитерпеновый лактон, выделенный из полыни сладкой или полыни однолетней (Artemisia annua). Цинхао (Qinghao) (китайское название Artemisia annua) принадлежит к семейству сложноцветных. Это однолетнее растение, произрастающее в Китае, в настоящее время культивируется во многих странах мира. Высота в естественном состоянии от 30 до 100 см, в культивированном – до 200 см. Для достижения полного размера требуется около 8 месяцев.

С коричневатым стеблем и характерными листьями, разделенными на два-три листочка, она отличается интенсивным сладковатым ароматом. Мелкие цветочные головки – желтые, шаровидные, диаметром 2-2,5 мм, собраны в метелки. Артемизинин добывается в основном из листьев. Растения собирают обычно в начале цветения, когда содержание артемизинина в листьях наиболее высокое. Само содержание артемизинина очень мало – от 0,01 до 1,4% от сухой массы растений. Однако в Швейцарии были выращены новые гибридные растения, содержащие до 2% листового артемизинина (3, 10, 11).

Китай является крупнейшим в мире поставщиком Artemisia annua (поставляя вместе с Вьетнамом до 70% растительного материала ежегодно), а также страной происхождения и первой, кто извлек артемизинин. Он постоянно и интенсивно сотрудничает со Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) по распространению навыков и технологий по выращиванию Artemisia annua (12). Таким образом, Китай играет ключевую роль в борьбе с малярией, но также широко участвует в исследованиях противоопухолевых эффектов артемизинина в бесчисленных исследованиях, направленных на внедрение нового перспективного лечения онкологии.

Первое выделение артемизинина из растения произошло в 1972 году группой под руководством Юю Ту в период программы скрининговых исследований растений под названием «Проект 523», созданной в Пекине для поиска адекватного лечения малярии. И это была Ту Юю, китайская женщина-химик-фармацевт и первый китайский нобелевский лауреат по физиологии и медицине, награжденная в 2015 году за открытие артемизинина (8).

После сбора и сушки растений артемизинин из-за его плохой растворимости в воде экстрагируется с использованием растворителей, обычно гексана. Однако существуют разные способы экстракции артемизинина, различающиеся по содержанию артемизинина в зависимости от растворителя, используемого для экстракции. В настоящее время наиболее распространены отвар, экстракция жидким растворителем, экстракция растворителем под давлением, экстракция с помощью микроволнового излучения и сверхкритическая жидкостная экстракция (13).

Основной метод экстракции артемизинина в промышленных целях предполагает использование классических нагретых органических растворителей, таких как петролейный эфир и гексан. Для достижения разумного баланса между ценой и количеством извлекаемого артемизинина в современных технологиях используются повышенное давление, температура реагентов или увеличенный период времени экстракции. Для удаления других фитологических соединений в экстрагированном материале для очистки артемизинина необходим процесс кристаллизации (13, 14).

Вскоре после открытия артемизинина и его противомалярийной активности были разработаны его полусинтетические производные, такие как артеметер, дигидроартемизинин, артеэфир и артесунат. Эти соединения считаются примерно в пять раз более эффективными для борьбы с паразитами Plasmodium, а также с раковыми клетками. Эти производные можно получить с помощью химического синтеза, методов рекомбинантной ДНК или выделения из природных материалов. Однако последний по-прежнему остается наиболее экономичным (15).

Запасы артемизинина, полученного из Artemisia annua, нестабильны в течение года, в зависимости от урожая. Эта проблема усложняет производство терапевтических средств на основе артемизинина, поэтому разрабатываются новые виды биологического синтеза с использованием, например, штаммов Saccharomyces cerevisiae для высокоурожайного производства артемизиновой кислоты, предшественника артемизинина, представляющего доступный и стабильный источник артемизинина. Однако этот подход пока недоступен для промышленного использования (14).

Механизмы действия артемизинина и его производных (ART)

Хотя ART давно известны и эффективно используются в качестве противомалярийных средств, их конкретное биологическое действие недостаточно идентифицировано и изучено. После открытия его химической структуры, представляющей собой сесквитерпеновый лактон, считается, что наличие химически редкой перекисной связи имеет решающее значение для его противомалярийного действия против плазмодиев в организме человека, а также противораковых свойств (16).

Внутри клетки ART, как правило, гидрофобны, они действуют в основном в мембранных системах и были обнаружены в таких локализациях, как эндоплазматический ретикулюм, пищевые вакуоли, митохондрии и другие. Текущие исследования in vivo и in vitro предлагают многочисленные возможные механизмы действия. Наиболее подробно описанными и цитируемыми являются: 1) окислительный стресс, 2) индукция апоптоза, 3) ингибирование ангиогенеза, 4) остановка клеточного цикла при G0/G1 и 5) ферроптоз (16, 17).

Производство активных форм кислорода. Активные формы кислорода (АФК) являются универсальными продуктами аэробного метаболизма, и их основным источником в клетках человека являются митохондрии. Они вызывают повреждение мембран, ДНК, белков и органелл, играя важную роль в аутофагии и апоптозе клеток. Продукция АФК, индуцированная дигидроартемизинином, вызывала митохондриальную дисфункцию и приводила к индуцированной дигидроартемизинином аутофагии нагруженных железом клеточных линий лейкемии (18). Было продемонстрировано, что АФК, вызванные артемизинином и его различными производными, играют важную роль в апоптозе, вызванном ART, в различных исследованиях линий опухолевых клеток, включая глиобластому (19), Т-клеточную лимфому (20), нейробластому (21), рак груди ( 22) и клетки эмбриональной рабдомиосаркомы (23). В недавнем исследовании клеток гепатоцеллюлярной карциномы человека артесунат индуцировал АФК-зависимый апоптоз посредством Bax-опосредованного внутреннего пути (24).

Роль АФК изучалась также in vitro на панели линий клеток рака яичников и in vivo на модели рака яичников у самок мышей. Результаты этого исследования показывают ингибирование роста клеток рака яичников, а также роста опухоли на мышиной модели. Клетки рака яичников, обработанные артесунатом, показали сильную индукцию АФК и снижение пролиферации.

В зависимости от концентрации артесуната, применяемого в культурах клеток, АФК-зависимая остановка клеточного цикла происходила в фазе G2/M, тогда как АФК-независимая остановка клеточного цикла происходила в фазе G1 (9). Это исследование также прояснило некоторые механизмы противоопухолевой активности ART при опухоли яичников человека и предложило их многообещающее применение в основном у пациентов с распространенным раком яичников, страдающих рецидивирующим заболеванием, часто устойчивым к химиотерапии.

Индукция апоптоза. Индукция апоптоза наблюдалась в спонтанно иммортализованной ятрогенной линии клеток саркомы Капоши, обработанной артесунатом, полусинтетическим производным артемизинина. Апоптоз выявляли с помощью анализа ELISA. Поскольку саркома Капоши происходит из эндотелиальных клеток сосудистой сети кожи, клетки эндотелия пупочных сосудов человека (HUVE) использовались в качестве контрольной и сопоставимой мишени для лечения артесунатом. В отличие от клеток саркомы Капоши, апоптоз не индуцировался после 24 часов, соответственно, 48 часов применения артесуната в HUVE (25). Повышенная скорость апоптоза и значительный антипролиферативный эффект артесуната в зависимости от дозы были описаны в исследовании с клетками колоректальной карциномы человека. Кроме того, значительные результаты в ослаблении роста колоректальной карциномы человека были продемонстрированы in vitro и in vivo на ксенотрансплантатах мышей. С помощью иммунофлуоресцентного анализа была обнаружена связь между антипролиферативным действием артесуната и Wnt/β-катениновым путем (26). Wnt/β-катениновый путь важен в эмбриональных процессах, таких как спецификация клеток, пролиферация и миграция клеток (27). Изменения и генетические мутации в этом пути таким образом приводят к нескольким опухолевым заболеваниям человека, включая колоректальный рак, рак груди и простаты (28).

Подавление ангиогенеза. Неопластическая васкуляризация важна для роста опухоли, обеспечивая раковые клетки кислородом и питательными веществами, а также ее метастатическое распространение, когда опухолевые клетки проникают в системный кровоток (29), что характерно для агрессивных и быстрорастущих опухолей. Способность опухолевых клеток синтезировать ангиогенные факторы имеет решающее значение и представляет собой мишень для противоопухолевых препаратов (30).

Антиангиогенная активность противомалярийных ART была продемонстрирована в нескольких исследованиях. В исследовании с клеточными линиями саркомы Капоши-IMM бестимусным мышам подкожно вводили гранулы Матригеля с VEGF (фактор роста сосудистого эндотелия), TNFα (фактор некроза опухоли α) и гепарин в качестве ангиогенных стимулов. Артесунат вводился либо непосредственно в матригель, либо животным перорально с питьевой водой. Через четыре дня гранулы извлекали из мышей, промывали, взвешивали и измеряли количество гемоглобина в гранулах для оценки эффекта артесуната. Сильная васкуляризация и наличие функциональных кровеносных сосудов присутствовали в образцах без введения артесуната, а в гранулах, содержащих артесунат, наблюдалось резкое снижение васкуляризации (25). Точно так же о подавлении экспрессии VEGF и подавлении секреции ангиопоэтина 1, индуцированной артесунатом, сообщалось в исследовании с клетками множественной миеломы (31). Действие артесуната на прорастание аорты было проанализировано in vitro на клетках хронического миелоидного лейкоза K562. Ангиогенез в прорастании аорты индуцировали культивированием в кондиционированной среде из линии клеток хронического миелогенного лейкоза К562. При предварительной обработке артесунатом количество новых микрососудов в образце было заметно снижено, что в зависимости от времени и  дозы доказывает антипролиферативный эффект артесуната (32).

Терминация клеточного цикла. Неконтролируемое деление клеток – одна из основных характеристик раковых клеток. ART показали способность останавливать клеточный цикл за счет изменения экспрессии и активности нескольких регуляторных ферментов. В раковых клетках эндометрия человека Исикава артемизинин индуцировал остановку клеточного цикла G1 и подавлял экспрессию гена циклин-зависимой киназы-4 (CDK4) за счет нарушения взаимодействий ядерного фактора-кB (NF-кB) с промотором CDK4 (33). Остановка фазы G1 также индуцировалась в раковых клетках желчного пузыря, обработанных артемизинином. В этом случае остановка клеточного цикла была связана со снижением экспрессии CDK4 и циклина D1 и увеличением экспрессии белка-супрессора опухоли p16 (34). Артесунат вызывал остановку клеточного цикла G2/M в клетках рака молочной железы за счет усиления экспрессии Beclin1, инициатора аутофагии (35). В исследовании клеточных линий рака поджелудочной железы лечение дигидроартемизинином привело к дозозависимой остановке клеточного цикла G0/G1, влияющей на экспрессию регуляторных ферментов клеточного цикла, таких как циклин E, CDK2, CDK4 и p27. Кроме того, дигидроартемизинин ингибировал транслокационную и ДНК-связывающую активность NF-кB, что позволяет предположить, что это является мишенью ингибирующего действия дигидроартемизининов на линии раковых клеток (36).­

Ферроптоз. В последнее время был изучен механизм действия дигидроартемизинина на клетки плоскоклеточного рака органов головы и шеи (HNSCC), основанный на известном противомалярийном механизме действия ART, охватывающих ионы Fe2 +, и предложена гипотеза ферроптоза (37). Ферроптоз представляет собой специфическую форму запрограммированной гибели клеток, вызванную железозависимым накоплением липидноактивных форм кислорода и истощением полиненасыщенных жирных кислот плазматической мембраны (38). В исследовании клеток HNSCC, обработанных дигидроартемизинином, были обнаружены повышенные уровни АФК. Этому увеличению препятствовал хелатор железа десфериоксамин. Эти результаты показывают, что дигидроартемизинину требуется железо для индукции гибели клеток HNSCC. Наблюдались также изменения морфологии митохондрий, характерные для ферроптотических клеток (37).

Поскольку железо необходимо для синтеза ДНК, а опухолевые клетки используют его для быстрого роста, возможно, что более высокие уровни железа являются мишенью и объясняют специфическую активность дигидроартемизинина на опухолевых клетках. Другим доказательством, подтверждающим гипотезу ферроптоза, является снижение уровней GPx4 и Ras в обработанных дигидроартемизинином клетках HNSCC, поскольку как GPx4, так и Ras являются важными регуляторами ферроптоза (37).

Артемизинин в комбинации с другими противоопухолевыми препаратами

Комбинированная химиотерапия в настоящее время является стандартом лечения, направленным на максимальное повышение эффективности и в то же время минимизацию системной токсичности. Множественные механизмы действия ART, отличающиеся от традиционных химиотерапевтических препаратов, предполагают возможность их эффективного синергизма. Сообщалось, что устойчивые линии раковых клеток становятся чувствительными при добавлении артемизинина и его производных к традиционному лечению (хемосенсибилизация) (15). Артесунат показал способность сенсибилизировать клетки рака груди к эпирубицину каскадно-зависимым образом аутофагии. Напротив, артесунат существенно не увеличивал цитотоксичность доцетаксела, другого широко применяемого противоопухолевого препарата при раке груди (35).

Shuang-Jia Wang et al. (2010) продемонстрировали в своем исследовании синергизм дигидроартемизинина и гемцитабина на раковые клетки поджелудочной железы. Проявилось значительное увеличение апоптоза, снижение индекса Ki-67, снижение активности NF-кB и связанных с ним генных продуктов, таких как c-myc, циклин D1, Bcl-2, Bcl-xL. Считается, что ингибирование индуцированной гемцитабином активации NF-кB является основным механизмом действия дигидроартемизинина в синергизме с гемцитабином против опухолевых клеток поджелудочной железы (36).

Эффективная комбинация дигидроартемизинина и традиционных химиотерапевтических средств, используемых для лечения карциномы легких, циклофосфамида и цисплатина, была показана на моделях карциномы легкого Льюиса у мышей и на моделях немелкоклеточного рака легких человека на мышах. Комбинация высоких доз дигидроартемизинина и циклофосфамида, а также дигидроартемизинина и цисплатина вызвала значительное уменьшение объема опухоли по сравнению с любой терапией по отдельности..­ Более того, частота спонтанных метастазов в легких полностью подавлялась комбинацией дигидроартемизинина с циклофосфамидом (39).

Дигидроартемизинин усиливал цитотоксический эффект темозоломида в клетках глиомы в основном за счет образования активных форм кислорода. Дигидроартемизинин дозозависимо увеличивал индуцированный темозоломидом апоптоз и некроз (40). Кроме того, повышенный апоптоз наблюдался в клетках гепатомы человека HepG2 (p53 дикого типа), Huh-7, BEL-7404 (мутант p53) и Hep3B после обработки двумя комбинациями: дигидроартемизинином и гемцитабином, а также артемизинином и гемцитабином. Точно так же на мышиных моделях карциномы гепатомы человека обе комбинации значительно снижали рост опухоли. Во всех моделях ксенотрансплантатов дигидроартемизинин показал более сильные дозозависимые терапевтические эффекты по сравнению с артемизинином (41).

Эти данные свидетельствуют о том, что ART, в основном дигидроартемизинин и артесунат, обладают химиосенсибилизирующим действием, и предлагают их будущее использование в борьбе с химиорезистентными карциномами.

Клинические исследования

На сегодняшний день проведено большое количество исследований in vitro и in vivo, описывающих противоопухолевое действие ART с обнадеживающими результатами. Также было опубликовано несколько отчетов о случаях, в которых документально подтверждено снижение влияния ART на размер и рост опухоли (42). Однако было завершено лишь несколько клинических испытаний с онкологическими пациентами и опубликованы их результаты. Наиболее изучены пациенты с солидными опухолями: колоректальной карциномой, раком груди, гепатоцеллюлярной карциномой и раком легких. Различные клинические испытания, в основном фазы 1 и 2, находятся в процессе, набирая также пациентов с внутриэпителиальной неоплазией (43, 44). В таблице I приведены результаты завершенных клинических испытаний и незавершенных испытаний. Включены  количество участвующих пациентов, конкретный препарат, доза и способ введения.

Эффективность и токсичность артесуната в качестве дополнительной терапии у пациентов с распространенным немелкоклеточным раком легкого (NSCLC) изучали Zhang ZY et al. (45). Они набрали 120 пациентов с NSCLC, случайным образом разделили их на контрольную группу, получавшую NP (режим химиотерапии винорелбином и цисплатином), и экспериментальную группу, получавшую артесунат в сочетании с химиотерапией. Было проведено как минимум два 21-дневных цикла лечения. Результаты не показали значительных различий в кратковременной выживаемости, средней продолжительности жизни и годовой выживаемости между экспериментальной группой и контрольной группой. Однако появились значительные различия в скорости борьбы с заболеванием. Уровень контроля заболевания в опытной группе (88,2%) был значительно выше, чем в контрольной группе (72,7%) (p  < 0,05). Более того, время до прогрессирования в экспериментальной группе было на 24 недели значительно дольше, чем в контрольной группе (20 недель). Не было обнаружено значительных различий в токсичности между двумя группами, таких как миелосупрессия или реакция пищеварения, что привело к заключению, что артесунат, по-видимому, безопасен для лечения NSCLC (45).

Результаты другого исследования безопасности и эффективности были опубликованы в 2011 году Jansen FH et al. Пациенты с распространенным раком шейки матки получали артенимол-R (дигидроартемизинин) перорально в течение 28 дней, после чего измерялись уровни онкомаркеров. Было продемонстрировано снижение экспрессии p53, EGFR и антигена Ki-67, клеточного маркера пролиферации. Кроме того, количество кровеносных сосудов, окрашенных антителом к CD31, уменьшилось, тогда как экспрессия белка рецептора трансферрина 1 (CD71) увеличилась.

Лечение дигидроартемизинином вызывало клиническую ремиссию у всех пациентов, при этом среднее время исчезновения симптомов составляло 7 дней (46). Несмотря на обнадеживающие результаты этого исследования, количество пациентов, участвовавших в нем, невелико и требует клинического исследования с большей группой пациентов для получения более надежных результатов.

Противоопухолевый эффект и переносимость перорального артесуната у пациентов с колоректальным раком оценивали в одноцентровом рандомизированном двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании. Согласно протоколу испытание завершили двадцать пациентов. Они получали либо 14 ежедневных доз артесуната (200 мг) перорально, либо плацебо перед операцией перед лечебной резекцией единственной первичной колоректальной карциномы. Первичный результат (значительный апоптоз в эпителиальных клетках образца опухоли, определяемый как > 7% клеток с апоптотическими признаками) был достигнут у 55% реципиентов плацебо и 67% пациентов, получавших артесунат. С еще более обнадеживающими вторичными результатами: артесунат продемонстрировал очень высокую вероятность (0,97, рассчитанную с информативным предварительным байесовским анализом) воздействия на окрашивание Ki-67 опухолевых клеток (Ki-67 является маркером пролиферации опухолевых клеток) и 0,79 вероятности. для увеличения экспрессии CD31. И только в одном случае уровень циркулирующего СЕА снизился на ~ 75% после 2 недель лечения артесунатом (47). В октябре 2016 года та же команда начала исследование безопасности и эффективности предоперационного артесуната при колоректальном раке II/III стадий, набрав 200 пациентов с критериями включения, аналогичными предыдущему исследованию 2014 года.­ Пациенты будут тщательно наблюдаться в течение 5 лет после лечения артесунатом, чтобы оценить влияние артесуната на выживаемость пациентов без рецидивов, а также безопасность и переносимость артесуната (48). Еще одно клиническое испытание фазы 2 с набором пациентов с гистологически подтвержденным колоректальным раком стадии II/III, ожидающих хирургического лечения, продолжается в 108 Центральном военном госпитале во Вьетнаме. Артесунат будет вводиться перорально в дозе 200 мг один раз в день в течение 14 дней пациентам, ожидающим хирургического лечения с лечебной целью, и выживаемость без рецидивов через 2 года после операции будет сравниваться с контрольной группой плацебо в качестве основного результата (48).

Схема быстрого увеличения дозы (как показано в таблице I) была использована для определения максимально переносимой дозы внутривенного артесуната для лечения 19 пациентов с различными солидными опухолями. Это исследование фазы 1 началось в январе 2015 года в Джорджтаунском университете, и результаты еще не были опубликованы (49). Фармакокинетика артесуната и дигидроартемизинина у пациентов с метастатическим раком груди изучалась Ericsson et al. Они проанализировали образцы плазмы и слюны 23 пациенток, получавших пероральный артесунат 100, 150 или 200 мг в течение как минимум 3 недель. Комбинированная модель препарата (артесунат) и метаболита (дигидроартемизинин) характеризует популяционные фармакокинетические свойства артесуната в плазме. Результаты показали увеличение на 24,9% очевидного клиренса дигидроартемизинина после ежедневного приема перорального артесуната в течение > 3 недель, что указывает на потенциальную аутоиндукцию метаболизма. Более того, концентрации дигидроартемизинина в слюне и плазме коррелировали и предлагали возможное использование образцов слюны в дальнейших фармакокинетических исследованиях (50). Фармакокинетика и безопасность артесуната у пациентов с гепатоцеллюлярной карциномой были оценены в исследовании фазы 1 с набором пациентов в университетской больнице в Генте. Артесунат вводился перорально с увеличением дозы. В качестве меры безопасности и переносимости изучалось количество участников с нежелательными явлениями и максимальная переносимая доза в течение 14 дней. Ни результаты фармакокинетического анализа, ни результаты безопасности и переносимости еще не опубликованы (51).

В другом исследовании фазы 1 проводился поиск хорошо переносимой дозы перорального артесуната в качестве дополнительной терапии у пациентов с метастатическим раком груди. В течение четырех недель у 23 пациенток, получавших пероральный артесунат, наблюдалось 106 побочных эффектов. Никаких побочных эффектов, вероятно или определенно не было связано с терапией артесунатом, добавленной к онкологической терапией, основанной на рекомендациях. Однако наблюдались побочные эффекты, такие как лейкопения, нейтропения, анемия и головокружение, возможно, связанные с дополнительной терапией артесунатом. Большинство побочных эффектов исчезли спонтанно после окончания лечения артесунатом, и отсутствие нейротоксических, ототоксических или гепатотоксических эффектов не было причиной индивидуального прекращения лечения. Поскольку безопасность и переносимость не достигли верхнего предела, доза 200 мг/день (2,2-3,9 мг/кг/день) была предложена для фазы 2 испытаний с регулярным мониторингом ретикулоцитов, NTproBNP и неврологическим и аудиологическим обследованиями (52). В том же клиническом исследовании изучались возможные побочные эффекты артесуната на слуховую систему. У четырех пациентов возникли побочные эффекты со стороны слуховой системы, возможно, связанные с приемом артесуната (ни один из них не классифицирован как тяжелый), но не потребовал прерывания лечения. У четырех пациентов наблюдались проблемы с вестибулярной системой (головокружение), одно из которых было классифицировано как тяжелое побочное действие, тем не менее было полностью обратимым после прекращения приема артесуната. После 4 недель терапии артесунатом не было доказано лимитирующей слуховой токсичности (53).

Среди исследований, результаты которых в настоящее время не опубликованы, есть исследование фазы 1/2а, проводимое Фондом Guy's and St Thomas NHS Foundation Trust в Лондоне. Артеметер будет вводиться пациентам с развитой солидной опухолью в виде сублингвального спрея в течение четырех месяцев. Ими будут проводиться изыскания на предмет самой высокой безопасной дозы артеметера в фазе 1 и влияния на рост опухоли в фазе 2 (54). Новые исследования с привлечением пациентов с интраэпителиальной неоплазией продолжаются в нескольких медицинских центрах в Мэриленде, США (43, 44). Предполагаемая дата завершения этих исследований – февраль и март 2019 года соответственно.

Таблица I.Клинические испытания по оценке противоопухолевых эффектов ART.

Пациенты с цервикальной интраэпителиальной неоплазией (CIN2/3), связанной с ВПЧ высокого риска, и пациенты с ВПЧ-ассоциированной анальной интраэпителиальной неоплазией (AIN 2/3) будут лечиться суппозиториями с артесунатом и гистологической регрессией, возможным клиренсом ВПЧ, а также будут оценены дозы артесуната.

АРТ представляют собой группу эффективных противомалярийных препаратов с отличными показателями безопасности. Их противоопухолевые свойства были документально подтверждены в многочисленных доклинических и клинических исследованиях. АРТ эффективно уменьшают рост солидных опухолей путем ингибирования ангиогенеза, индукции апоптоза и ферроптоза, продукции активных форм кислорода и индукции остановки клеточного цикла. По мере того, как прогрессируют новые современные технологии исследований, появляется все более подробная информация о различных механизмах действия АРТ.­ Текущее количество клинических испытаний увеличивается, и результаты обнадеживают. АРТ могут стать альтернативой адъювантному или неодъювантному лечению солидных опухолей, в частности рака груди, поджелудочной железы, колоректального рака или легких, а также других видов рака. Возможный регрессивный эффект на цервикальную и анальную интраэпителиальную неоплазию может привести к менее инвазивным лечебным процедурам. Хемосенсибилизирующий эффект артесуната и дигидроартемизинина предполагает использование АРТ в качестве дополнительной терапии в сочетании с традиционными химиотерапевтическими средствами, и его следует изучить в будущих клинических испытаниях. АРТ могут представлять собой один из многих примеров силы, скрытой в природных источниках, и после многих лет исследований могут стать новыми многообещающими противораковыми препаратами, которые, как мы надеемся, будут разработаны и внедрены в клиническую практику в ближайшем будущем.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в связи с публикацией данной статьи.

Выражения признательности

Настоящее исследование было подготовлено в Масариковом Университете в рамках проекта «Экспериментальные и трансляционные фармакологические исследования и разработки» номер MUNI/A/1063/2016 при поддержке специального университетского исследовательского гранта, предоставленного Министерством образования, молодежи и спорта Чешской Республики в 2017 году.

Библиографический список

1 Caffrey PB, Frenkel GD, McAndrew KL and Marks K: A model of the development of cisplatin resistance in human small cell lung cancer xenografts. In Vivo 30(6): 745-749, 2016.

2 Cruz IN, Coley HM, Kramer HB, Madhuri TK, Safuwan NAM, Angelino AR and Yang M: Proteomics analysis of ovarian cancer cell lines and tissues reveals drug resistance-associated proteins. Cancer Genomics Proteomics 14(1): 35-51, 2017.

3 Rombauts K, Heyerick A and CAM-Cancer Consortium: Artemisia annua/Herbal products/CAM-Cancer, 2015. Информация представлена на сайте: https://cam-cancer.org/en/artemisia-annua [дата последнего обращения: 31 августа 2017 года].

4 Chao J, Dai Y, Verpoorte R, Lam W, Cheng Y-C, Pao L-H, Zhang W and Chen S: Major achievements of evidence-based traditional Chinese medicine in treating major diseases. Biochem Pharmacol 139: 94-104, 2017.

5 Fu J-C: Artemisinin and chinese medicine as Tu science. Endeavour 41(3): 127-135, 2017.

6 Nosten F and White NJ: Artemisinin-Based Combination Treatment of Falciparum Malaria. In: Defining and Defeating the Intolerable Burden of Malaria III: Progress and Perspectives: Supplement to Volume 77(6) of American Journal of Tropical Medicine and Hygiene. Breman JG, Alilio MS, White NJ, editors.t. Northbrook (IL), American Society of Tropical Medicine and Hygiene, 2007.

7 Li J and Zhou B: Biological Actions of Artemisinin: Insights from Medicinal Chemistry Studies. Molecules 15(3): 1378-1397, 2010.

8 Efferth T: Willmar Schwabe Award 2006: Antiplasmodial and Antitumor Activity of Artemisinin - From Bench to Bedside. Planta Med 73(4): 299-309, 2007.

9 Greenshields AL, Shepherd TG and Hoskin DW: Contribution of reactive oxygen species to ovarian cancer cell growth arrest and killing by the anti-malarial drug artesunate. Mol Carcinog 56(1): 75-93, 2017.

10 Woerdenbag HJ, Lugt CB and Pras N: Artemisia annua L.: a source of novel antimalarial drugs. Pharm Weekbl Sci 12(5): 169-181, 1990.

11 Brown GD: The Biosynthesis of Artemisinin (Qinghaosu) and the Phytochemistry of Artemisia annua L. (Qinghao). Molecules 15(11): 7603-7698, 2010.

12 World Heatlh Organization: WHO monograph on good agricultural and collection practices (GACP) for Artemisia annua L., 2006.

13 Sanchez D, Quispe S, Rosa P. Meireles MAA, Zetzl C and Brunner G: Extraction of the antimalarial artemisinin from Artemisia annua L. leaves with supercritical CO₂. Версаль, Франция, 2003.

14 Paddon CJ, Westfall PJ, Pitera DJ, Benjamin K, Fisher K, McPhee D, Leavell MD, Tai A, Main A, Eng D and others: High-level semi-synthetic production of the potent antimalarial artemisinin. Nature 496(7446): 528, 2013.

15 Crespo-Ortiz MP and Wei MQ: Antitumor activity of artemisinin and its derivatives: from a well-known antimalarial agent to a potential anticancer drug. J Biomed Biotechnol 2012: 247597, 2012.

16 Krishna S, Bustamante L, Haynes RK and Staines HM: Artemisinins: their growing importance in medicine. Trends Pharmacol Sci 29(10): 520-527, 2008.

17 Das A: Anticancer effect of antimalarial artemisinin compounds. Ann Med Health Sci Res 5(2): 93, 2015.

18 Wang Z, Hu W, Zhang J-L, Wu X-H and Zhou H-J: Dihydroartemisinin induces autophagy and inhibits the growth of iron-loaded human myeloid leukemia K562 cells via ROS toxicity. FEBS Open Bio 2(1): 103-112, 2012.

19 Berte N, Lokan S, Eich M, Kim E and Kaina B: Artesunate enhances the therapeutic response of glioma cells to temozolomide by inhibition of homologous recombination and senescence. Oncotarget 7(41): 67235-67250, 2016.

20 Wang Q, Wu S, Zhao X, Zhao C, Zhao H and Huo L: Mechanisms of Dihydroartemisinin and Dihydroartemisinin/ Holotransferrin Cytotoxicity in T-Cell Lymphoma Cells. PLOS ONE 10(10): e0137331, 2015.

21 Michaelis M, Kleinschmidt MC, Barth S, Rothweiler F, Geiler J, Breitling R, Mayer B, Deubzer H, Witt O, Kreuter J, Doerr HW, Cinatl J and Cinatl J: Anti-cancer effects of artesunate in a panel of chemoresistant neuroblastoma cell lines. Biochem Pharmacol 79(2): 130-136, 2010.

22 Hamacher-Brady A, Stein HA, Turschner S, Toegel I, Mora R, Jennewein N, Efferth T, Eils R and Brady NR: Artesunate activates mitochondrial apoptosis in breast cancer cells via iron- catalyzed lysosomal reactive oxygen species production. J Biol Chem 286(8): 6587-6601, 2011.

23 Beccafico S, Morozzi G, Marchetti MC, Riccardi C, Sidoni A, Donato R and Sorci G: Artesunate induces ROS- and p38 MAPK-mediated apoptosis and counteracts tumor growth in vivo in embryonal rhabdomyosarcoma cells. Carcinogenesis 36(9): 1071-1083, 2015.

24 Pang Y, Qin G, Wu L, Wang X and Chen T: Artesunate induces ROS-dependent apoptosis via a Bax-mediated intrinsic pathway in Huh-7 and Hep3B cells. Exp Cell Res 347(2): 251-260, 2016.

25 Dell'Eva R, Pfeffer U, Vene R, Anfosso L, Forlani A, Albini A and Efferth T: Inhibition of angiogenesis in vivo and growth of Kaposi's sarcoma xenograft tumors by the anti-malarial artesunate. Biochem Pharmacol 68(12): 2359-2366, 2004.

26 Li L-N, Zhang H-D, Yuan S-J, Tian Z-Y, Wang L and Sun Z-X: Artesunate attenuates the growth of human colorectal carcinoma and inhibits hyperactive Wnt/β-catenin pathway. Int J Cancer 121(6): 1360-1365, 2007.

27 Denysenko T, Annovazzi L, Cassoni P, Melcarne A, Mellai M and Schiffer D: WNT/β-catenin Signaling Pathway and Downstream Modulators in Low- and High-grade Glioma. Cancer Genomics Proteomics 13(1): 31-45, 2016.

28 Logan CY and Nusse R: The Wnt signaling pathway in development and disease. Annu Rev Cell Dev Biol 20(1): 781810, 2004.

29 Weidle UH, Birzele F, Kollmorgen G and Rueger R: The multiple roles of exosomes in metastasis. Cancer Genomics Proteomics 14(1): 1-15, 2017.

30 Zetter, PhD BR: Angiogenesis and Tumor Metastasis. Annu Rev Med 49(1): 407-424, 1998.

31 Chen H, Shi L, Yang X, Li S, Guo X and Pan L: Artesunate inhibiting angiogenesis induced by human myeloma RPMI8226 cells. Int J Hematol 92(4): 587-597, 2010.

32 Zhou H-J, Wang W-Q, Wu G-D, Lee J and Li A: Artesunate inhibits angiogenesis and downregulates vascular endothelial growth factor expression in chronic myeloid leukemia K562 cells. Vascul Pharmacol 47(2): 131-138, 2007.

33 Tran KQ, Tin AS and Firestone GL: Artemisinin triggers a G1 cell cycle arrest of human Ishikawa endometrial cancer cells and inhibits Cyclin Dependent Kinase-4 promoter activity and expression by disrupting NF-kB transcriptional signaling. Anticancer Drugs 25(3): 270-281, 2014.

34 Jia J, Qin Y, Zhang L, Guo C, Wang Y, Yue X and Qian J: Artemisinin inhibits gallbladder cancer cell lines through triggering cell cycle arrest and apoptosis. Mol Med Rep 13(5): 4461-4468, 2016.

35 Chen K, Shou L-M, Lin F, Duan W-M, Wu M-Y, Xie X, Xie Y- F, Li W and Tao M: Artesunate induces G2/M cell cycle arrest through autophagy induction in breast cancer cells. Anticancer Drugs 25(6): 652-662, 2014.

36 Wang S-J, Gao Y, Chen H, Kong R, Jiang H-C, Pan S-H, Xue D- B, Bai X-W and Sun B: Dihydroartemisinin inactivates NF-кB and potentiates the anti-tumor effect of gemcitabine on pancreatic cancer both in vitro and in vivo. Cancer Lett 293(1): 99-108, 2010.

37 Lin R, Zhang Z, Chen L, Zhou Y, Zou P, Feng C, Wang L and Liang G: Dihydroartemisinin (DHA) induces ferroptosis and causes cell cycle arrest in head and neck carcinoma cells. Cancer Lett 381(1): 165-175, 2016.

38 Yang WS, SriRamaratnam R, Welsch ME, Shimada K, Skouta R, Viswanathan VS, Cheah JH, Clemons PA, Shamji AF, Clish CB and others: Regulation of ferroptotic cancer cell death by GPX4. Cell 156(1): 317-331, 2014.

39 Zhou H-J, Zhang J-L, Li A, Wang Z and Lou X-E: Dihydroartemisinin improves the efficiency of chemotherapeutics in lung carcinomas in vivo and inhibits murine Lewis lung carcinoma cell line growth in vitro. Cancer Chemother Pharmacol 66(1): 21-29, 2010.

40 Huang X-J, Li C-T, Zhang W-P, Lu Y-B, Fang S-H and Wei E-Q: Dihydroartemisinin potentiates the cytotoxic effect of temozolomide in rat C6 glioma cells. Pharmacology 82(1): 1-9, 2008.

41 Hou J, Wang D, Zhang R and Wang H: Experimental therapy of hepatoma with artemisinin and its derivatives: in vitro and in vivo activity, chemosensitization, and mechanisms of action. Clin Cancer Res 14(17): 5519-5530, 2008.

42 Singh N and Verma K: Case report of a laryngeal squamous cell carcinoma treated with artesunate. Arch Oncol 10(4): 279-280, 2002.

43 Intravaginal Artesunate for the Treatment of HPV+ High Grade Cervical Intraepithelial Neoplasia (CIN2/3) - Full Text View - ClinicalTrials.gov. Информация представлена на сайте: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02354534 [дата последнего обращения: 31 августа 2017 года].

44 Внутрианально вводимый артесунат у пациентов с анальной интраэпителиальной неоплазией высокого уровня (AIN 2/3) – Просмотр полной версии текста – ClinicalTrials.gov. Информация представлена на сайте:https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03100045 [дата последнего обращения: 31 августа 2017 года].

45 Zhang ZY, Yu SQ, Miao LY, Huang XY, Zhang XP, Zhu YP, Xia XH and Li DQ: Artesunate combined with vinorelbine plus cisplatin in treatment of advanced non-small cell lung cancer: a randomized controlled trial. Zhong Xi Yi Jie He Xue Bao 6(2): 134-138, 2008.

46 Jansen FH, Adoubi I, JC KC, De Cnodder T, Jansen N, Tschulakow A and Efferth T: First study of oral Artenimol-R in advanced cervical cancer: clinical benefit, tolerability and tumor markers. Anticancer Res 31(12): 4417-4422, 2011.

47 Krishna S, Ganapathi S, Ster IC, Saeed ME, Cowan M, Finlayson C, Kovacsevics H, Jansen H, Kremsner PG, Efferth T and others: A randomised, double blind, placebo-controlled pilot study of oral artesunate therapy for colorectal cancer. EBioMedicine 2(1): 82-90, 2015.

48 Исследование безопасности и эффективности предоперационного артесуната при колоректальном раке II/III стадии – Просмотр полной версии текста – ClinicalTrials.gov. Информация представлена на сайте: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02633098 [дата последнего обращения: 31 августа 2017 года].

49 Исследование фазы I внутривенного артесуната для солидных опухолей – просмотр полной версии текста – ClinicalTrials.gov. Информация представлена на сайте: https:// clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02353026 [дата последнего обращения: 31 августа 2017 года].

50 Ericsson T, Blank A, Von Hagens C, Ashton M and Abelo A: Population pharmacokinetics of artesunate and dihydroartemisinin during long-term oral administration of artesunate to patients with metastatic breast cancer. Eur J Clin Pharmacol 70(12): 1453-1463, 2014.

51 Исследование повышения дозы, оценивающее безопасность и фармакокинетику артесуната у пациентов с гепатоцеллюлярной карциномой – просмотр полной версии текста – ClinicalTrials.gov. Информация представлена на сайте: https:// clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02304289 [дата последнего обращения: 31 августа 2017 года].

52 von Hagens C, Walter-Sack I, Goeckenjan M, Osburg J, Storch- Hagenlocher B, Sertel S, Elsasser M, Remppis BA, Edler L, Munzinger J and others: Prospective open uncontrolled phase I study to define a well-tolerated dose of oral artesunate as addon therapy in patients with metastatic breast cancer (ARTIC M33/2). Breast Cancer Res Treat 164(2): 359-369, 2017.

53 Konig M, von Hagens C, Hoth S, Baumann I, Walter-Sack I, Edler L and Sertel S: Investigation of ototoxicity of artesunate as add-on therapy in patients with metastatic or locally advanced breast cancer: new audiological results from a prospective, open, uncontrolled, monocentric phase I study. Cancer Chemother Pharmacol 77(2): 413-427, 2016.

54 Исследование фазы 1/2a LON002 у субъектов с развитыми солидными опухолями – Просмотр полной версии текста – ClinicalTrials.gov. Информация представлена на сайте: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02263950 [дата последнего обращения: 31 августа 2017 года].

Получено 31 августа 2017 г.

Редакция 03 октября 2017 г.

Принято 05 октября 2017 г.