PTU - Polskie Towarzystwo Urologiczne

WPŁYW PIROXICAMU NA REAKCJĘ SKÓRNEJ ANGIOGENEZY INDUKOWANEJ U MYSZY KOMÓRKAMI Z LUDZKICH GUZÓW NOWOTWOROWYCH NEREK I PĘCHERZA MOCZOWEGO
Artykuł opublikowany w Urologii Polskiej 1999/52/4.

autorzy

Ewa Sommer, Krzysztof Pastewka, Ewa Skopińska-Różewska, Małgorzata Filewska, Beata Białas-Chromiec, Mirosław Kazoń
Zakład Immunologii Instytutu Gruźlicy i Chorób Płuc w Warszawie
Kierownik: prof. dr hab. E. Skopińska-Różewska
Klinika Urologii CMKP w Warszawie
Kierownik: prof. dr hab. A. Borówka
Zakład Patomorfologii CMKP w Warszawie
Kierownik: dr med. K. Bardadin

słowa kluczowe

nowotwory ? niesterydowe leki przeciwzapalne ? Piroxicam ? angiogeneza ? właściwości antyangiogenne

streszczenie

Wstęp. Badania przeprowadzone na zwierzętach oraz badania epidemio-
logiczne wskazują na przeciwnowotworowe działanie niesterydowych le-
ków przeciwzapalnych (NSAlDs). Postanowiono przebadać wpływ piroxi-
camu na angiogenezę, która odgrywa ważną rolę we wzroście guzów
nowotworowych i tworzeniu przez nie przerzutów. W dostępnej literaturze
nie znaleziono prac na ten temat.
Materiał i metoda. Do badań użyto komórki pochodzące z operacyjnie
usuwanych 6 guzów nerek i 4 pęcherzy moczowych, które wszczepiano
śródskórnie myszom w teście skórnej angiogenezy wg Sidky i Auerbacha.
Piroxicam podawano myszom doustnie przez 3 dni w dawkach od 0,02 do
0,4 mg na 1 mysz.
Wyniki. Wykazano statystycznie istotny spadek aktywności angiogennej
komórek nowotworowych we wszystkich grupach myszy otrzymujących pi-
roxicam, w stosunku do grupy kontrolnej, która otrzymywała wodę.
Wnioski. Na podstawie uzyskanych wyników wykazano, że piroxicam ma
właściwości antyangiogenne. Antynowotworowe działanie piroxicamu może
być związane z jego antyangiogennym działaniem.

Choroba nowotworowa jest nadal jedną z najczęstszych przyczyn zgo-
nów, pomimo ciągłego postępu w leczeniu i w diagnostyce. W ostatnich
latach poświęcono wiele uwagi nowym lekom przeciwnowotworowym
działającym odmiennie od tradycyjnie stosowanych cytostatyków. Są to
leki stymulujące produkcję cytokin, peptydy działające na receptory i cy-
kle komórkowe, przeciwciała monoklonalne, czynniki antyangiogenne
i antymetastatyczne.
Szczególnie dużo prac poświęconych jest czynnikom antyangiogenn-
nym, ponieważ wzrost guza nowotworowego oraz zjawisko przerzutów
związane są ściśle z procesem angiogenezy. Angiogeneza, czyli powsta-
wanie nowych naczyń krwionośnych z naczyń już istniejących, jest zja-
wiskiem bardzo złożonym i obejmuje degradację błony podstawnej i ma-
cierzy przez komórki endotelialne, migrację i proliferację komórek
endotelialnych oraz tworzenie przez nie nowych kapilar.
Na podstawie wielu badań epidemiologicznych i doświadczalnych
wykazano przeciwnowotworowe działanie niesterydowych leków prze-
ciwzapalnych (NSAIDs) [17]. Pacjenci przyjmujący regularnie aspirynę
w małych dawkach o 50% rzadziej chorują na raka jelita grubego [2, 20].
Podawanie piroxicamu myszom z genetycznie uwarunkowanym rakiem
jelit powodowało zmniejszenie rozmiarów i liczby raków [9].
Przeciwnowotworowe działanie NSAIDs przypisuje się ich hamujące-
mu działaniu na powstawanie prostanoidów, które odgrywają ważną rolę
w odpowiedzi immunologicznej organizmu, zjawisku proliferacji i no-
wotworzenia. W poprzednich pracach wykazaliśmy, że sulindak, lek na-
leżący do NSAIDs ma właściwości antyangiogenne [16]. Postanowiono
przebadać w tym kierunku piroxicam, jeden z najczęściej stosowanych
leków z tej grupy.
MATERIAŁY I METODA
Materiał do badań pobierany w trakcie zabiegu operacyjnego pochodził
od 6 pacjentów z rakiem nerki i 4 pacjentów z naciekającym rakiem pęche-
rza moczowego. Dane kliniczne pacjentów przedstawiono w tabeli 1.
Fragmenty guza oczyszczano z otaczającej tkanki i widocznej martwi-
cy, rozdrabniano mechanicznie, a następnie poddawano trawieniu enzy-
matycznemu (kolagenaza 0,1 mg/ml, DNA-za 1 ?g/ml) w temperaturze
pokojowej, przy użyciu mieszadła magnetycznego przez 45 min. Uzy-
skaną zawiesinę komórek sączono, płukano i zawieszano w płynie Par-
kera, doprowadzając komórki do gęstości 10xl06/ml. Żywotność komó-
rek sprawdzano stosując 0,5% błękit trypanu.
Test angiogenezy skórnej wg Sidky i Auerbacha w modyfikacji
Skopińskiej [14,15].
Myszom Balb/c w wieku 6-8 tyg., po uśpieniu wodzianem chloralu
i ogoleniu skóry po obu bokach, wszczepiano śródskórnie 0,05 ml zawie-
siny badanych komórek. Aby uwidocznić miejsca wstrzyknięć, do zawie-
siny komórek dodawano 0,01 % błękitu trypanu. Zaraz po wstrzyknięciu
komórek oraz 2 i 3 dnia grupom po 3 myszy podawano doustnie piroxi-
cam w dawkach 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 i 0,4 mg na 1 mysz. Myszy kontrolne
otrzymywały wodę. Po 72 godz., myszy uśmiercano i w mikroskopie ope-
racyjnym liczono po wewnętrznej stronie skóry nowo powstałe naczynia
krwionośne. Stosowano kryteria podane przez autorów metody. Liczono
tylko naczynia o małej średnicy, drążące do miejsca wszczepu komórek,
kręte z licznymi odgałęzieniami.
WYNIKI
Wyniki przeprowadzonych badań przedstawiono w tabelach
2 i 3. Doustne podawanie piroxicamu myszom powodowało statystycznie
istotne, zależne od dawki, zmniejszenie liczby nowo powstałych naczyń
krwionośnych indukowanych w skórze myszy przez wszczepione komór-
ki pochodzące z ludzkich raków nerek i pęcherzy moczowych. Największe
zahamowanie powstawania nowych naczyń krwionośnych obserwowa-
no podczas stosowania dawek od 0,05 do 0,2 mg na 1 mysz. Dawka 0,1 mg
piroxicamu na mysz odpowiadała dawce terapeutycznej u ludzi.
OMÓWIENIE WYNIKÓW I DYSKUSJA
Na podstawie uzyskanych wyników możemy wyciągnąć wniosek,
że piroxicam ma właściwości antyangiogenne. Prawdopodobnie jest to
jedna z przyczyn jego antynowotworowego działania.
W wielu doświadczeniach na zwierzętach, u których chemicznie indu-
kowano raka, podawanie piroxicamu powodowało zahamowanie proce-
su nowotworowego. Piroxicam w dawce 150 ppm hamował powstawa-
nie raka języka u szczurów [18]. Reddy i wsp. [11] badali wpływ 4 dawek
piroxicamu (25, 50, 75 i 150 ppm) podawanych szczurom w paszy
w czasie różnych stadiów rozwoju chemicznie indukowanego raka jelita
grubego. Piroxicam powodował istotne statystycznie zmniejszenie wy-
stępowania i wielkości raka jelita grubego w czasie zastosowania wszyst-
kich dawek. Działanie prewencyjne wykazano także u myszy z chemicz-
nie indukowanym rakiem pęcherza moczowego [6]. Podawanie 15 mg
piroxicamu na 1 kg.paszy hamowało w 82% powstawanie raka pęcherza
moczowego, a podawanie 30 mg w 70%.
Mechanizm antynowotworowego działania niesterydowych leków
przeciwzapalnych jest procesem złożonym i nie do końca wyjaśnionym.
NSAIDs są inhibitorami cyklooxygenazy (COX), która warunkuje powsta-
wanie prostaglandyn, tromboksanu i prostacykliny z kwasu arachidono-
wego. Wykryto 2 izoformy cyklooxygenazy: COX-1 i COX-2. COX-1 znaj-
duje się fizjologicznie w komórkach i tkankach, natomiast COX-2 powstaje
pod działaniem mitogenów, cytokin, czynników wzrostowych
i innych. Poziom COX-2 wzrasta w procesach zapalnych i nowotwo-ro-
wych [5].
Prostaglandyny odgrywają ważną rolę we wzroście guzów nowotwo-
rowych przez bezpośrednią stymulację proliferacji komórek nowotworo-
wych, lub poprzez działanie immunosupresyjne [1,17]. Stwierdzono pod-
wyższony poziom PG i COX w tkance nowotworowej oraz w liniach
hodowlanych komórek nowotworowych [4]. Obserwowano podwyższo-
ny poziom PGE2 u szczurów, u których chemicznie indukowano raka
pęcherza oraz hamowanie procesu indukcji nowotworowej po podaniu
indometacyny – niesterydowego leku przeciwzapalnego [12]. W podob-
nym doświadczeniu Quesadai wsp. w 1998, podawali szczurom podda-
nym chemicznej indukcji nowotworu piroxicam w wodzie do picia i uzy-
skali statystycznie istotne zahamowanie zmian nowotworowych9.
Antynowotworowe działanie NSAIDs nie zawsze wiąże się z ich
hamującym działaniem na produkcję PG. Wykazano to badając mecha-
nizm działanie sulindaku [19]. Sulindak jest prolekiem, który w organiź-
mie ulega metabolizmowi do 2 związków o różnym działaniu: sulfidu
i sulfonu. Sulfid jest inhibitorem COX i jest odpowiedzialny za przeciw-
zapalne działanie sulindaku. Sulfon nie hamuje aktywności COX. Jednak
w badaniach doświadczalnych sulfon, podobnie jak sulindak, wykazy-
wał właściwości przeciwnowotworowe.
Wykazano także wpływ NSAIDs na proliferację komórek i zjawisko
apopotozy. W badaniach Shiffa i wsp. [13] stwierdzili, że naproxen
i piroxicam zmniejszały proliferację, a nasilały apoptozę linii hodowla-
nych komórek raka jelita grubego. Wykazano jednak, że hamowanie pro-
liferacji komórek przez NSAIDs jest niezależne od ich właściwości hamo-
wania syntezy prostaglandyn [3]. Także działanie poszczególnych leków
z tej grupy jest różne. Rao i wsp. [10] podawali aspirynę, ketoprofen
i sulindak myszom, u których chemicznie indukowano raka pęcherza
moczowego. Uzyskano znaczące zahamowanie procesu nowotworowe-
go po zastosowaniu sulindaku oraz ketoprofenu, natomiast aspiryna na
ten proces nie miała żadnego wpływu.
Innym zjawiskiem, które wpływa na antynowotworowe działanie le-
ków z grupy NSAIDs są ich antyangiogenne właściwości. W naszych
poprzednich badaniach stwierdziliśmy antyangiogenne właściwości su-
lindaku i jego pochodnej sulfonu [16]. DuBois i wsp. [2], badając mecha-
nizm antyangiogennego działania NSAIDs stwierdzili, że zarówno
COX-1 jak i COX-2 odgrywają istotną rolę w angiogenezie nowotworo-
wej poprzez działanie na ekspresję wielu proangiogennych czynników,
takich jak VEGF, bFGF i TGF/3r Wykazane w naszych badaniach antyan-
giogenne działanie piroxicamu może częściowo tłumaczyć jego przeciw-
nowotworowe właściwości.

piśmiennictwo

  1. [1] Barenbaum, A., LeDenmat, R, Nevalainem, T., Masliah,J., Fournier, C:
  2. Interleukin-l-induced prostaglandyn E biosynthcsis in human synouialc cells invo-
  3. lves the actwation of' cytosoiic phospholipase A and cyclooxygenase-2. Eur. J. Bio-
  4. chem. 1994, 226, 125-131.
  5. [2] DuBois, M., Giardello, F., Smalley, W.: Nonsteroidal anti-inflammatory drugs,
  6. eicosanoids, and colorectal cancerprcvention. Gastroenterol. Clin. North. Am. 1996,
  7. 25, 773-791.
  8. [3] Hanif, R., Pittas, A., Feng, Y., Koutsos, M., Qiao, L., Staiano Coico, L.,
  9. Shiff, S. I., Rigas, B.: Effect of nonsteroidal anti-inflammatory drugs on prolifera-
  10. tion and on induction of apoptosis in colon cancer cells by a Prostaglandin-indepen-
  11. dent pathway. Biochem. Pharmacol. 1996, 52, 237-245.
  12. [4] Hubbard, W., Alley, M., McLemore, T., Boyd, M.: Profiles of Prostaglandin
  13. biosynthesis in sixteen established cell lines derived from human lung, colon, prostate
  14. and ovarian tumors. Canc. Res. 1998, 48, 4770-4775.
  15. [5] Kargmann, S., O'Neill, G., Vickers, P, Evans, J., Mancini, J., Jothy, S.:
  16. Expression of Prostaglandin G/H synthasel and 2 protein in human colon cancer.
  17. Cancer Res. 1995, 55, 2256-2259.
  18. [6] Moon, R., Kelloff, G., Detrisac, C, Steele, V., Thomas, C: Chemoprevention
  19. of OH-BBN-induced bladder cancer in mice by piroxicam. Carcinogenesis 1993,14,
  20. 1487-1489.
  21. [7] Noguchi, M., Eavashi, M., Minami, M., Kinoshita, K., Miyazaki, I.: Ef-
  22. fects of eicosapentaenoic acid on cell growth and Prostaglandin E and leukotriene B.
  23. production by a human breast cancer cell line (MDA-MB-231). Oncology 1995,52,
  24. 458-264.
  25. [8] Okajima, E., Ozono, S., Endo, T., Majima, T., Tsutsumi, M., Fukuda, T.,
  26. Akai, H., Denda A., Hirao, Y., Okajima, E., Nishino, H., Nir, Z.,
  27. Kon ishi, Y.: Chemopreven tive efficacy of piroxicam administered alone or in Combi-
  28. nation with lycopene and ?-carotene on the development of rat urinary bladder car-
  29. cinoma after N-butyl-N(4-hydroxybutyl) nitrosamine treatment. Japan. J. Cancer
  30. Res. 1997, 88, 543-552.
  31. [9] Quesada, C, Kimata, H., Mori, M., Nishimura, M., Tsuneyoshi, T.,
  32. Baba, S.: Piroxicam and acarbose are chemopreventive agents for spontaneous inter-
  33. stinal adenomas in APC gene 1309 knockout mice. Japan. J. Cancer Res. 1998,89,
  34. 392-396.
  35. [10] Rao, K., Detrisac, C, Steele, V., Hawk, E., Kelloff, G., Mc Comic, D.:
  36. Differential activity of aspirin, ketoprofen and sulindac as cancer chemopreventive
  37. agents in the mouse urinary bladder. Carcinogenesis 1996,17,1435-1438.
  38. [11] Reddy, B., Maruyama, H., Kelloff, G.: Dose-related inhibition of colon carcino-
  39. genesis by dietary piroxicam, a nonsteroidal antiinflammatory drug during different
  40. stages of rat colon tumor development. Canc. Res. 1987,47, 5340-5346.
  41. [12] Shibata, M., Hasegawa, R., Shivai, T., Takesada, Y., Fukushima, S.: Che-
  42. moprevention by indomethacin of tumor promotion in a rat urinary bladder carcino-
  43. genesis model. Inter. J. Cancer 1993, 55,1011-1017.
  44. [13] Shiff, S., Koutsos, M.I., Qiao, L., Rigas, B.: Nonsteroidal antiinflammatory
  45. drugs inhibit the proliferation of colon adenocarcinoma cells: effect on cell cycle and
  46. apoptosis. Exp. Cell. Res. 1996, 222,179-188.
  47. [14] Sidky, V. A., Auerbach, R.: Lymphocyte-induced angiogenesis: A quantitative
  48. and sensitive assay by modified assay of the graft-vs-host reaction. J. Exp. Med.
  49. 1975, 141, 1084.
  50. [15] Skopińska-Różewska, E., Sommer, E., Demkow, U., Chorostowska-Wy-
  51. nimko, J., Bałan B., Różycka, B., Barcz, E., Filewska, M., Mlekodaj, Ś.,
  52. Rudziński, R, Seweryniak, W., Caban, R, Kupis, W., Bogdan, ]., Usiek-
  53. niewicz, R, Gątarek, ]., Langfort, R.: Screening of angiogenesis inhibitors by
  54. modified tumor-induced angiogenesis (TIA) test in lung cancer. Ann. Acad. Med.
  55. Bialostocensis 1997, 42, (Suppl. 1), 287-296.
  56. [16] Skopińska-Różewska, E., Piazza, G. A., Sommer, E., Pamukcu, R., Barcz,
  57. E., Filewska, M., Kupis, W., Caban, R, Rudziński, R, Bogdan, ]., Mleko-
  58. daj, S. Sikorska, E.: Inhibition of angiogenesis by sulindac and its sulfone metabo-
  59. lite (FGN-1): A potential mechanism for their antineoplastic properties. Inter. J. Tiss.
  60. React. 1998, 20, 85-89.
  61. [17] Sommer, E.: Antynowotworowe dzałanie niesteroidowych leków przeciwzapalnych
  62. ze szczególnym uwzględnieniem Sulindaku. Terapia 1998, 7, 31-33.
  63. [18] Tanaka, T. Nishikawa, A., Mori, Y., Morishita, Y., Mori, H.: Inhibitory
  64. effects of nonsteroidal antiinflammatory drugs, Piroxicam and Indomethacin on 4-
  65. Nitroquinoline l-oxide-induced tonąue carcinogenesis in male ACI/N rats. Canc.
  66. Lett. 1989, 48,177-182.
  67. [19] Thompson, H.; Briggs, S., Paranka, R, Piazza, G., Brendel, K., Gross, R,
  68. Sperl, G., Pamukcu, R., Ahnen, S.: Inhibition of mammary carcinogenesis in
  69. rats by sulfone metabolite of Sulindac. J. Natl. Cancer Inst. 1995,16,1259-1260.
  70. [20] Thun, M., Namboodini, M., Heath, C: Aspirin use and reduced risk offatal
  71. colon cancer. N. Engl. J. Med. 1991,325,1593-1596.