Preparaty siRNA w terapii genowej raka jajnika

• Authors: Magdalena Pankowska , Anna Stachurska , Małgorzata Woźniak , Maciej Małecki

Title variants

EN

siRNA preparations in gene therapy of ovarian cancer

• Languages of publication: EN PL

Abstracts

EN

According to statistics, ovarian cancer is the fourth cause of death due to gynecologic cancer. It results from late diagnosis of the disease, caused by the lack of characteristic symptoms, as well as from unsatisfactory treatment methods due to e.g. cell resistance to chemotherapy. The search for new therapies is still in progress. It is believed that preparations whose activity is based on RNA interference, i.e. gene silencing with the use of siRNA, are a promising group of new antineoplastic medications. Fire et al. were awarded the Nobel Prize for discovering this phenomenon. The phenomenon of siRNA interference in healthy cells is a natural protective mechanism. Genes are silenced in the cytoplasm with the use of the Dicer enzyme. siRNA gene preparations are delivered into cells with the use of viral methods such as AAV or adenoviruses, as well as non-viral methods e.g. with the use of liposomes. Clinical trials concerning siRNA preparations are now in the first phase. They are conducted on two gene preparations: CALAA-01 and siRNA nanomolecule directed against PLK1. In this paper attention was drawn to the therapeutic meaning of siRNA sequences in relation to the following genes: MDR1, VEGF, MMP, CD44, HER2, SHH, STAT. Both experimental and clinical studies give hope for the use of the described mechanisms in fight with ovarian cancer in the future.

PL

Rak jajnika według statystyk zajmuje czwarte miejsce wśród zgonów z powodu nowotworów ginekologicznych. Wynika to zarówno z późnego rozpoznania choroby, spowodowanego brakiem charakterystycznych objawów, jak i stale niezadowalających efektów leczenia, m.in. ze względu na oporność komórek na chemioterapię. Poszukiwanie nowych metod terapii jest więc nadal aktualne. Uważa się, że obiecującą grupą potencjalnych leków przeciwnowotworowych mogą być preparaty, których aktywność opiera się na zjawisku interferencji RNA, czyli wyciszaniu genów za pomocą siRNA. Za odkrycie tego zjawiska Fire i wsp. zostali uhonorowani Nagrodą Nobla. Zjawisko interferencji siRNA w prawidłowych komórkach jest naturalnym mechanizmem obronnym. Do wyciszenia genów dochodzi w cytoplazmie przy udziale enzymu Dicer. Preparaty genowe siRNA wprowadza się do komórek, wykorzystując metody wirusowe, takie jak AAV czy adenowirusy, a także za pomocą metod niewirusowych, np. z zastosowaniem liposomów. Badania kliniczne preparatów genowych siRNA znajdują się obecnie w pierwszej fazie. Prowadzone są na dwóch preparatach genowych CALAA-01 oraz na nanocząsteczce siRNA skierowanej przeciw PLK1. W niniejszej pracy skupiono uwagę na terapeutycznym znaczeniu sekwencji siRNA w stosunku do genów: MDR1, VEGF, MMP, CD44, HER2, SHH, STAT. Zarówno badania eksperymentalne, jak i kliniczne niosą nadzieję na wykorzystanie w przyszłości omawianego mechanizmu do walki z rakiem jajnika.

Keywords

EN

badania kliniczne; chemiooporność; chemoresistance; clinical research; gene therapy; ovarian cancer; rak jajnika; siRNA; terapia genowa

Discipline

• MEDICINE: MEDICINE

• Publisher: Medical Communications
• Journal: Current Gynecologic Oncology
• Year: 2014
• Volume: 12
• Issue: 3
• Pages: 197-205

Contributors

author

Magdalena Pankowska

• Katedra Farmacji Stosowanej i Bioinżynierii, Warszawski Uniwersytet Medyczny. Kierownik: prof. dr hab. n. farm. Maciej Małecki

author

Anna Stachurska

• Katedra Farmacji Stosowanej i Bioinżynierii, Warszawski Uniwersytet Medyczny. Kierownik: prof. dr hab. n. farm. Maciej Małecki

author

Małgorzata Woźniak

• Katedra Farmacji Stosowanej i Bioinżynierii, Warszawski Uniwersytet Medyczny. Kierownik: prof. dr hab. n. farm. Maciej Małecki

author

Maciej Małecki

• Katedra Farmacji Stosowanej i Bioinżynierii, Warszawski Uniwersytet Medyczny. Kierownik: prof. dr hab. n. farm. Maciej Małecki

References

• 1. http://globocan.iarc.fr.
• 2. Wojciechowska U., Didkowska J., Zatoński W.: Nowotwory złośliwe w Polsce - wskaźniki 5-letnich przeżyć według województw. Centrum Onkologii - Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie, Warszawa 2010: 31.
• 3. http://clinicaltrials.gov.
• 4. Fire A., Xu S., Montgomery M.K. i wsp.: Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans. Nature 1998; 391: 806-811.
• 5. Aronin N.: Target selectivity in mRNA silencing. Gene Ther. 2006;13: 509-516.
• 6. Jeong J.H., Mok H., Oh Y.K., Park T.G.: siRNA conjugate delivery systems. Bioconjug. Chem. 2009; 20: 5-14.
• 7. Oh Y.K., Park T.G.: siRNA delivery systems for cancer treatment. Adv. Drug Deliv. Rev. 2009; 61: 850-862.
• 8. Stebelska K., Wyrozumska P., Grzybek M., Sikorski A.F.: Charakterystyka i medyczne zastosowania konstrukcji liposomowych. Adv. Clin. Exp. Med. 2002; 2: 229-242.
• 9. Numnum T.M., Makhija S., Lu B. i wsp.: Improved anti-tumor therapy based upon infectivity-enhanced adenoviral delivery of RNA interference in ovarian carcinoma cell lines. Gynecol. Oncol. 2008; 108: 34-41.
• 10. Miedzińska-Majewska M., Wcisło G., Bodnar L.: Modulacje oporności wielolekowej u chorych na raka jajnika. Współcz. Onkol. 2004; 9: 457-465.
• 11. Wilczyński J., Kufelnicka M., Smolarz B. i wsp.: Czy gen MDR1 jest kluczem do efektywnej chemioterapii? Ginekol. Pol. 2006; 77: 476-484.
• 12. Limtrakul P., Anuchapreeda S., Buddhasukh D.: Modulation of human multidrug-resistance MDR-1 gene by natural curcuminoids. BMC Cancer 2004; 4: 13.
• 13. Xu D., McCarty D., Fernandes A. i wsp.: Delivery of MDR1 small interfering RNA by self- complementary recombinant adeno-associated virus vector. Mol. Ther. 2005; 11: 523-530.
• 14. Małecki M., Jastrzębski Z., Przybyszewska M. i wsp.: Anty-angiogenna terapia genowa - próby wykorzystania rozpuszczalnej formy receptora FLT-1. Adv. Clin. Exp. Med. 2004; 13: 227-233.
• 15. Zhou J., Gan N., Zhang W. i wsp.: Proliferation suppression and apoptosis of ovarian carcinoma cells induced by small interfering RNA against vascular endothelial growth factor. J. Obstet. Gynaecol. Res. 2010; 36: 232-238.
• 16. Kołomecki K.: Hamowanie funkcji metaloproteinaz - możliwości zastosowania klinicznego. Onkol. Pol. 2000; 3: 163-167.
• 17. Hu X., Li D., Zhang W. i wsp.: Matrix metalloproteinase-9 expression correlates with prognosis and involved in ovarian cancer cell invasion. Arch. Gynecol. Obstet. 2012; 286: 1537-1543.
• 18. Louderbough J.M., Schroeder J.A.: Understanding the dual nature of CD44 in breast cancer progression. Mol. Cancer. Res. 2011; 9: 1573-1586.
• 19. Olczyk P., Komosińska-Vassev K., Winsz-Szczotka K. i wsp.: Hialuronian - struktura, metabolizm, funkcje i rola w procesach gojenia ran. Postępy Hig. Med. Dośw. 2008; 62: 651-659.
• 20. Fujii T., Sun Y.L., An K.N., Luo Z.P.: Mechanical properties of single hyaluronan molecules. J. Biomech. 2002; 35: 527-531.
• 21. Lou W., Krill D., Dhir R. i wsp.: Methylation of the CD44 metastasis suppressor gene in human prostate cancer. Cancer Res. 1999; 59: 2329-2331.
• 22. Pongcharoen P., Jinawath A., Tohtong R.: Silencing of CD44 by siRNA suppressed invasion, migration and adhesion to matrix, but not secretion of MMPs, of cholangiocarcinoma cells. Clin. Exp. Metastasis 2011; 28: 827-839.
• 23. Yeo T.K., Nagy J.A., Yeo K.T.: Increased hyaluronan at sites of attachment to mesentery by CD44-positive mouse ovarian and breast tumor cells. Am. J. Pathol. 1996; 148: 1733-1740.
• 24. Li C.Z., Liu B., Wen Z.Q., Li H.Y.: Inhibition of CD44 expression by small interfering RNA to suppress the growth and metastasis of ovarian cancer cells in vitro and in vivo. Folia Biol. (Praha) 2008; 54: 180-186.
• 25. Ganesh S., Iyer A.K., Weiler J. i wsp.: Combination of siRNA-directed gene silencing with cisplatin reverses drug resistance in human non-small cell lung cancer. Mol. Ther. Nucleic Acids 2013; 2: e110.
• 26. Subocz M., Popławska B., Bielawska A., Bielawski K.: Pochodne platyny w chemioterapii chorób nowotworowych. Ann. Acad. Med. Siles. 2011; 65: 70-76.
• 27. Ross J.S., Sheehan C.E., Williams S.S. i wsp.: Decreased CD44 standard form expression correlates with prognostic variables in ovarian carcinomas. Am. J. Clin. Pathol. 2001; 116: 122-128.
• 28. Subramaniam V., Vincent I.R., Gilakjan M., Jothy S.: Suppression of human colon cancer tumors in nude mice by siRNA CD44 gene therapy. Exp. Mol. Pathol. 2007; 83: 332-340.
• 29. Krasińska L., Jassem J.: Kliniczne znaczenie zaburzeń HER2 w raku piersi z uwzględnieniem metod ich oznaczenia. Nowotwory 2003; 53: 68-73.
• 30. Sedlaczek P., Sobańska E., Gryboś M., Harłozińska-Szmyrka A.: Ocena zależności między ekspresją HER2/NEU (C-ERBB-2) w tkance a stężeniem w surowicy i płynach nowotworowych u chorych na raka jajnika. Adv. Clin. Exp. Med. 2005; 14: 663-669.
• 31. Lu Y.M., Rong M.L., Shang C. i wsp.: Suppression of HER-2 via siRNA interference promotes apoptosis and decreases metastatic potential of SKOV-3 human ovarian cancinoma cells. Oncol. Rep. 2013; 29: 1133-1139.
• 32. Thanapprapasr D., Hu W., Sood A.K., Coleman R.L.: Moving beyond VEGF for anti-angiogenesis strategies in gynecologic cancer. Curr. Pharm. Des. 2012; 18: 2713-2719.
• 33. Shahzad M.M., Lu C., Lee J.W. i wsp.: Dual targeting of EphA2 and FAK in ovarian carcinoma. Cancer Biol. Ther. 2009; 8: 1027-1034.
• 34. Landen C.N., Kinch M.S., Sood A.K.: EphA2 as a target for ovarian cancer therapy. Expert Opin. Ther. Targets 2005; 9: 1179-1187.
• 35. Louderbough J.M., Schroeder J.A.: Understanding the dual nature of CD44 in breast cancer progression. Mol. Cancer Res. 2011; 9: 1573-1586.
• 36. Hassa P.O., Hottiger M.O.: The diverse biological roles of mammalian PARPS, a small but powerful family of poly-ADP-ribose polymerases. Front. Biosci. 2008; 13: 3046-3082.
• 37. Goldberg M.S., Xing D., Ren Y. i wsp.: Nanoparticle-mediated delivery of siRNA targeting Parp1 extends survival of mice bearing tumors derived from Brca1-deficient ovarian cancer cells. Proc. Natl Acad. Sci. USA 2011; 108: 745-750.
• 38. Chen X., Horiuchi A., Kikuchi N. i wsp.: Hedgehog signal pathway is activated in ovarian carcinomas, correlating with cell proliferation: it’s inhibition leads to growth suppression and apop-tosis. Cancer Sci. 2007; 98: 68-76.
• 39. Wan J., Zhou J., Zhao H. i wsp.: Sonic hedgehog pathway contributes to gastric cancer cell growth and proliferation. Biores. Open Access 2014; 3: 53-59.
• 40. Mazumdar T., DeVecchio J., Shi T. i wsp.: Hedgehog signaling drives cellular survival in human colon carcinoma cells. Cancer Res. 2011; 71: 1092-1102.
• 41. Milla L.A., Gonzalez-Ramirez C.N., Palma V.: Sonic Hedgehog in cancer stem cells: a novel link with autophagy. Biol. Res. 2012; 45: 223-230.
• 42. Santoni M., Burattini L., Nabissi M. i wsp.: Essential role of Gli proteins in glioblastoma multiforme. Curr. Protein Pept. Sci. 2013; 14: 133-140.
• 43. Sanchez P., Hernandez A.M., Stecca B. i wsp.: Inhibition of prostate cancer proliferation by interference with SONIC HEDGE-HOG-GLI1 signaling. Proc. Natl Acad. Sci. USA 2004; 101: 12561-12566.
• 44. Liao X., Siu M.K., Au C.W. i wsp.: Aberrant activation of hedgehog signaling pathway in ovarian cancers: effect on prognosis, cell invasion and differentiation. Carcinogenesis 2009; 30: 131-1140.
• 45. Chen Q., Xu R., Zeng C. i wsp.: Down-regulation of Gli transcription factor leads to the inhibition of migration and invasion of ovarian cancer cells via integrin p4-mediated FAK signaling. PLoS One 2014; 9: e88386.
• 46. Khan K.H., Yap T.A., Yan L., Cunningham D.: Targeting the PI3K-AKT-mTOR signaling network in cancer. Chin. J. Cancer 2013; 32: 253-265.
• 47. Huang J., Zhang L., Greshock J. i wsp.: Frequent genetic abnormalities of the PI3K/AKT pathway in primary ovarian cancer predict patient outcome. Genes Chromosomes Cancer 2011; 50: 606-618.
• 48. Yu H.G., Ai Y.W., Yu L.L. i wsp.: Phosphoinositide 3-kinase/Akt pathway plays an important role in chemoresistance of gastric cancer cells against etoposide and doxorubicin induced cell death. Int. J. Cancer 2008; 122: 433-443.
• 49. Jeong J.Y., Kim K.S., Moon J.S. i wsp.: Targeted inhibition of phosphatidyl inositol-3-kinase p110p, but not p110a, enhances apoptosis and sensitivity to paclitaxel in chemoresistant ovarian cancers. Apoptosis 2013; 18: 509-520.
• 50. D’Andrilli G., Kumar C., Scambia G., Giordano A.: Cell cycle genes in ovarian cancer: steps toward earlier diagnosis and novel therapies. Clin. Cancer Res. 2004; 10: 8132-8141.
• 51. Yin J.Q., Gao J., Shao R. i wsp.: siRNA agents inhibit oncogene expression and attenuate human tumor cell growth. J. Exp. Ther. Oncol. 2003; 3: 194-204.
• 52. Piekarski J.: Receptory estrogenowe i progesteronowe w raku piersi - współczesny stan wiedzy. Współcz. Onkol. 2005; 9: 371-379.
• 53. Chen J., Zhang J., Zhao Y. i wsp.: Integrin beta3 down-regulates invasive features of ovarian cancer cells in SKOV3 cell subclones. J. Cancer Res. Clin. Oncol. 2009; 135: 909-917.
• 54. Beaty B.T., Sharma V.P., Bravo-Cordero J.J. i wsp.: β1 integrin regulates Arg to promote invadopodial maturation and matrix degradation. Mol. Biol. Cell 2013; 24: 1661-1675.
• 55. Choi Y.P., Kim B.G., Gao M.Q. i wsp.: Targeting ILK and β4 integrin abrogates the invasive potential of ovarian cancer. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2012; 427: 642-648.
• 56. Docquier A., Garcia A., Savatier J. i wsp.: Negative regulation of estrogen signaling by ERp and RIP140 in ovarian cancer cells. Mol. Endocrinol. 2013; 27: 1429-1441.
• 57. Thasni K.A., Rakesh S., Rojini G. i wsp.: Estrogen-dependent cell signaling and apoptosis in BRCA1-blocked BG1 ovarian cancer cells in response to plumbagin and other chemotherapeutic agents. Ann. Oncol. 2008; 19: 696-705.
• 58. Jiang Q., Dai L., Cheng L. i wsp.: Efficient inhibition of intraperitoneal ovarian cancer growth in nude mice by liposomal delivery of short hairpin RNA against STAT3. J. Obstet. Gynaecol. Res. 2013; 39: 701-709.
• 59. Ji T., Gong D., Han Z. i wsp.: Abrogation of constitutive Stat3 activity circumvents cisplatin resistant ovarian cancer. Cancer Lett. 2013; 341: 231-239.
• 60. Han Z., Feng J., Hong Z. i wsp.: Silencing of the STAT3 signaling pathway reverses the inherent and induced chemoresistance of human ovarian cancer cells. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2013;435: 188-194.
• 61. Jiang Q., Dai L., Cheng L. i wsp.: Efficient inhibition of intraperitoneal ovarian cancer growth in nude mice by liposomal delivery of short hairpin RNA against STAT3. J. Obstet. Gynaecol. Res. 2013; 39: 701-709.
• 62. Zhao S.H., Zhao F., Zheng J.Y. i wsp.: Knockdown of stat3 expression by RNAi inhibits in vitro growth of human ovarian cancer. Radiol. Oncol. 2011; 45: 196-203.
• 63. Meijer A., Kruyt F.A., van der Zee A.G. i wsp.: Nutlin-3 preferentially sensitises wild-type p53-expressing cancer cells to DR5-selective TRAIL over rhTRAIL. Br. J. Cancer 2013; 109: 2685-2695.

• Document Type: article