Combination of cyclophosphamide and double-stranded DNA demonstrates synergistic toxicity against established xenografts

Abstract

BackgroundExtracellular double-stranded DNA participates in various processes in an organism. Here we report the suppressive effects of fragmented human double-stranded DNA along or in combination with cyclophosphamide on solid and ascites grafts of mouse Krebs-2 tumor cells and DNA preparation on human breast adenocarcinoma cell line MCF-7.MethodsApoptosis and necrosis were assayed by electrophoretic analysis (DNA nucleosomal fragmentation) and by measurements of LDH levels in ascitic fluid, respectively. DNA internalization into MCF-7 was analyzed by flow cytometry and fluorescence microscopy.ResultsDirect cytotoxic activity of double-stranded DNA (along or in combination with cyclophosphamide) on a solid transplant was demonstrated. This resulted in delayed solid tumor proliferation and partial tumor lysis due to necrosis of the tumor and adjacent tissues. In the case of ascites form of tumor, extensive apoptosis and secondary necrosis were observed. Similarly, MCF-7 cells showed induction of massive apoptosis (up to 45%) as a result of treatments with double-stranded DNA preparation.ConclusionsDouble-stranded DNA (along or in combination with cyclophosphamide) induces massive apoptosis of Krebs-2 ascite cells and MCF-7 cell line (DNA only). In treated mice it reduces the integrity of gut wall cells and contributes to the development of systemic inflammatory reaction.Electronic supplementary materialThe online version of this article (doi:10.1186/s12935-015-0180-6) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Development of the therapeutic regimen based on the synergistic activity of cyclophosphamide and double-stranded DNA preparation which results in complete cure of mice engrafted with Krebs-2 ascites

“…Подробная информация о методах исследования, экспе-риментальных животных, опухолевой модели, получении препарата ДНК человека и лосося, подготовке кросс-линкированного нитроген-мустардом препарата ДНК приведена в статье (Alyamkina et al, 2015).…”

“…Состояние полного разрушения асцита как патоморфо-логического образования продолжается примерно 5-7 су-ток и сопровождается визуально детектируемым и экспе-риментально подтвержденным уходом асцитной жидкости (фаза ремиссии) (Alyamkina et al, 2015; Поттер и др., 2016в; настоящее исследование). К 15-19-м сут кам асцит появляется снова, и доля TAMRA+ клеток возвращается к норме, составляющей ~ 0,5-3 % (данные не приводятся).…”

“…Сделано предположение, что эти две популяции клеток по-разному завершают арест в поздней S-G2-M-фазе кле-точного цикла. Коммитированные раковые клетки разру-шаются апоптозом с последующим вторичным некрозом (Alyamkina et al, 2015; настоящее исследование, рис. 3).…”

“…В исходной точке и в фазе роста вторичного асцита общая клеточность асцитного бульона была на обычном уровне (~ 200 млн кл./мл). В фазе резорбции асцит плохо отби-рался, клеточность была почти в 10 раз ниже исходной, сохранившийся материал имел выраженную апоптотиче- скую деградацию (Alyamkina et al, 2015;настоящее иссле-дование, рис. 3, а, в).…”

“…Описаны контрольные точки приложения те-рапевтических обработок, базирующиеся на общебио-логических свойствах СИРК Кребс-2, рассмотренных в на стоящем цикле статей и в работах (Dolgova et al, 2014;Alyamkina et al, 2015). К таким свойствам относятся способность СИРК Кребс-2 интернализовать фрагмен-ты дцДНК естественным механизмом интернализации (Dolgova et al, 2014) и способность фрагментов дцДНК, доставленных во внутриклеточное пространство СИРК при репарации МЦС, интерферировать процесс репарации таким образом, что СИРК или погибает, или лишается своего туморогенного статуса (Dolgova et al, 2014; Поттер и др., 2016a).…”