Preview

Кубанский научный медицинский вестник

Расширенный поиск

БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ДИХЛОРАЦЕТАТА НАТРИЯ: ЭФФЕКТИВНОСТЬ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-КЛИНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

https://doi.org/10.25207/1608-6228-2017-2-151-162

Полный текст:

Аннотация

Исследованию биологической активности дихлорацетата натрия посвящено более 1400 работ в зарубежных изданиях. Между тем в отечественной литературе представленный обзор является первым и имеет цель объединить и систематизировать результаты многочисленных исследований его эффектов in vitro, на разнообразных клеточных линиях, экспериментальных моделях, а также на целостном организме при широком спектре патологических состояний и заболеваний, сопровождающихся митохондриальной дисфункцией. Механизм его действия связан с активацией пируватдегидрогеназного комплекса, результатом чего в нормальных клетках, находящихся в условиях тканевой гипоксии, является оптимизация расходования кислорода и снижение уровня ацидификации среды, что позволяет относить его к метаболическим цитопротекторам. В атипичных же клетках результатом этого является инверсия метаболизма с интенсификацией свободнорадикальных процессов, активацией каспазного ферментного каскада, снижением активности пропролиферативных и проангиогенетических транскрипционных факторов, что объясняет позитивный эффект в лечении целого ряда опухолей.

Об авторах

И. Ю. ЦЫМБАЛЮК
ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России
Россия

кафедра фундаментальной и клинической биохимии

Россия, 350063, г. Краснодар, ул. Седина, 4



А. М. МАНУЙЛОВ
ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России
Россия

кафедра фундаментальной и клинической биохимии

Россия, 350063, г. Краснодар, ул. Седина, 4



К. А. ПОПОВ
ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России
Россия

кафедра фундаментальной и клинической биохимии

Россия, 350063, г. Краснодар, ул. Седина, 4



Ф. У. ХУБИЕВА
ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России
Россия

кафедра фундаментальной и клинической биохимии

Россия, 350063, г. Краснодар, ул. Седина, 4



Е. Э. ГИЛЕВА
МБУЗ ГКБ № 1
Россия

эндокринологическое отделение

Россия, 350000, г. Краснодар, ул. Красная 103/Длинная 123; тел. +7 (928) 430-07-69



Список литературы

1. Васляева С. Н., Люсов В. А., Цыганкова О. В., Гордеев И. Г., Волов Н. А. Безболевая ишемия миокарда: патогенетические и патофизиологические механизмы. Традиционные и метаболические аспекты терапии // Российский кардиологический журнал. – 2004. – № 4(48). – С. 74-83.

2. Мануйлов А. М., Попов К. А., Цымбалюк И. Ю., Литвинова М. Г., Хубиева Ф. У. Шестопалов А. В. Биологическая активность дихлорацетата натрия: концепции и механизмы (обзор литературы) // Кубанский научный медицинский вестник. – 2016. – № 6 (161). – С. 156–163.

3. Сорокіна Л., Бiлюк А., Хижняк С. Вплив натрій дихлорацетату на перебіг проокисно- антиоксидантних процесів в організмі мишей з саркомою 37 // Бiологiя. – 2011. – Випуск 57. – С. 35–37.

4. Сорокіна Л. В., Хижняк С. В., Дiденко Г. В., Степанова Л. I., Капля О. А. Структурний стан клітинних мембран саркоми 37 в динаміці росту // Фiзика живого. – 2010. – Т. 18. № 3. – С. 83–88.

5. Archer S. L., Weir E. K., Wilkins M. R. The basic science of pulmonary arterial hypertension for clinicians: new concepts and experimental therapies // Circulation. – 2010. – Vol. 121. № 18. – P. 2045–2066.

6. Barsan W. G. Treatment of cerebral ischemia with dichloroacetate // United States Patent Number: 4,631,294. – Date of Patent: Dec. 23, 1986. – Appl. No.: 752,091. – Filed: Jul. 5, 1985.

7. Bonnet S., Archer S. L., Allalunis-Turner J., Haromy A., Beaulieu C., Thompson R. et al. A mitochondria-K+ channel axis is suppressed in cancer and its normalization promotes apoptosis and inhibits cancer growth // Cancer Cell. – 2007. – Vol. 11. № 1. – P. 37–51.

8. Brandsma D., Dorlo T. P., Haanen J. H., Beijnen J. H., Boogerd W. Severe encephalopathy and polyneuropathy induced by dichloroacetate // Journal of Neurology. – 2010. – Vol. 257. № 12. – P. 2099–2100.

9. Cao W., Yacoub S., Shiverick K. T., Namiki K., Sakai Y., Porvasnik S. et al. Dichloroacetate (DCA) sensitizes both wild-type and over expressing Bcl-2 prostate cancer cells in vitro to radiation // The Prostate. – 2008. – Vol. 68. № 11. – P. 1223–1231.

10. De Stefano N., Matthews P. M., Ford B. et al. Short-term dichloroacetate treatment improves indices of cerebral metabolism in patients with mitochondrial disorders // Neurology. – 1995. – Vol.45. № 6. – P. 1193–1198.

11. Dhar S., Lippard S. J. Mitaplatin, a potent fusion of cisplatin and the orphan drug dichloroacetate // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. – 2009. – Vol. 106. № 52. – P. 22199–22204.

12. Duncan G. E., Perkins L. A., Theriaque D. W., Neiberger R. E., Stacpoole P. W. Dichloroacetate therapy attenuates the blood lactate response to submaximal exercise in patients with defects in mitochondrial energy metabolism // The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. – 2004. – Vol. 89. № 4. – P. 1733– 1738.

13. Fereidoonnezhad M., Faghih Z., Mojaddami A., Tabaei S. M. H., Rezaei Z. Novel approach synthesis, molecular docking and cytotoxic activity evaluation of N-phenyl-2,2- dichloroacetamide derivatives as anticancer agents // Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran. – 2016. – Vol. 27. № 1. – P. 39–49.

14. Fiebiger W., Olszewski U., Ulsperger E., Geissler K., Hamilton G. In vitro cytotoxicity of novel platinum-based drugs and dichloroacetate against lung carcinoid cell lines // Clinical & translational oncology. – 2011. – Vol. 13. № 1. – P. 43–49.

15. Flavin D. Medullary thyroid carcinoma relapse reversed with dichloroacetate: a case report // Oncology Letters. – 2010. – Vol. 1. № 5. – P. 889–891.

16. Heshe D., Hoogestraat S., Brauckmann C., Karst U., Boos J., Lanvers-Kaminsky C. Dichloroacetate metabolically targeted therapy defeats cytotoxicity of standard anticancer drugs // Cancer Chemotherapy and Pharmacology. – 2011. – Vol. 67. № 3. – P. 647–655.

17. Ishiguro T., Ishiguro R., Ishiguro M., Iwai S. Co-treatment of dichloroacetate and omeprazole dramatically reduced the pain of pancreatic and bile duct cancer; possible blockade of their invasion // Abdominal Oncology. – 2013. – Vol. 1. – P. 1–4.

18. Ishiguro T., Ishiguro R., Ishiguro M., Iwai S. Co-treatment of dichloroacetate, omeprazole and tamoxifen exhibited synergistically antiproliferative effect on malignant tumors: in vivo experiments and a case report // Hepatogastroenterology. – 2012. – Vol. 59. № 116. – P. 994–996.

19. Jung G. -S., Jeon J. -H., Choi Y. -K., Jang S. Y., Park S. Y., Kim S. -W., Byun J. -K., Kim M. -K., Lee S., Shin E. -C., Lee I. -K., Kang Y. N., Park K. -G. Pyruvate dehydrogenase kinase regulates hepatitis C virus replication // Scientific Reports. – 2016. – Vol. 6. – Article number 30846.

20. Kaufmann P., Engelstad K., Wei Y., Jhung S., Sano M. C., Shungu D. C. et al. Dichloroacetate causes toxic neuropathy in MELAS: a randomized, controlled clinical trial // Neurology. – 2006. – Vol. 66. № 3. – P. 324–330.

21. Khan A. Case report of long term complete remission of metastatic renal squamous cell carcinoma after palliative radiotherapy and adjuvant dichloroacetate // Advances in Cancer: Research & Treatment. – 2012. – Vol. 2012. – Article ID 441895.

22. Khan A. Use of oral dichloroacetate for palliation of leg pain arising from metastatic poorly differentiated carcinoma: a case report // Journal of Palliative Medicine. – 2011. – Vol. 14. № 8. – P. 973–977.

23. Kinnaird A., Dromparis P., Haromy A., Bowers L., Hashimoto K., Sutendra G. et al. Dichloroacetate is a novel therapy for renal cell carcinoma // The Journal of Urology. – 2012. – Vol. 187. № 4. – P. e120–e121.

24. Kinnaird A., Dromparis P., Saleme B., Gurtu V., Watson K., Paulin R., Zervopoulos S., Stenson T., Sutendra G., Pink D. B., Carmine-Simmen K., Moore R., Lewis J. D., Michelakis E. D. Metabolic modulation of clear-cell renal cell carcinoma with dichloroacetate, an inhibitor of pyruvate dehydrogenase kinase // European Urology. – 2016. – Vol. 69. № 4. – P. 734–744.

25. Kluza J., Corazao-Rozas P., Touil Y., Jendoubi M., Maire C., Guerreschi P. et al. Inactivation of the HIF-1alpha/ PDK3 signaling axis drives melanoma toward mitochondrial oxidative metabolism and potentiates the therapeutic activity of pro-oxidants // Cancer Research. – 2012. – Vol. 72. № 19. – P. 5035–5047.

26. Kwitniewski M., Moan J., Juzeniene A. Metabolic-targeted therapy with dichloroacetate (DCA): a novel treatment strategy to improve the outcome of photodynamic therapy // Photochemical & Photobiological Sciences. – 2011. – Vol. 10. № 1. – P. 25–28.

27. Li T., Schultz I., Keys D. A., Campbell J. L., Fisher J. W. Quantitative evaluation of dichloroacetic acid kinetics in human – a physiologically based pharmacokinetic modeling investigation // Toxicology. – 2008. – Vol. 245. № 1–2. – P. 35–48.

28. Ludvik B., Peer G., Berzlanovich A., Stifter S., Graf H. Effects of dichloroacetate and bicarbonate on haemodynamic parameters in healthy volunteers // Clinical Science. – 1991. – Vol. 80. № 1. – P. 47–51.

29. Madhok B. M., Yeluri S., Perry S. L., Hughes T. A., Jayne D. G. Dichloroacetate induces apoptosis and cell-cycle arrest in colorectal cancer cells // British Journal of Cancer. – 2010. – Vol. 102. № 12. – P. 1746–1752.

30. Michelakis E. D., Sutendra G., Dromparis P., Webster L., Haromy A., Niven E. et al. Metabolic modulation of glioblastoma with dichloroacetate // Science Translational Medicine. – 2010. – Vol. 2. № 31. – P. 31ra34.

31. Michelakis E. D., Webster L., Mackey J. R. Dichloroacetate (DCA) as a potential metabolic-targeting therapy for cancer // British Journal of Cancer. – 2008. – Vol. 99. № 7. – P. 989–994.

32. Ohashi T., Akazawa T., Aoki M., Kuze B., Mizuta K., Ito Y., Inoue N. Dichloroacetate improves immune dysfunction caused by tumor-secreted lactic acid and increases antitumor immunoreactivity // International Journal of Cancer. – 2013. – Vol. 133. № 5. – P. 1107–1118.

33. Olszewski U., Poulsen T. T., Ulsperger E., Poulsen H. S., Geissler K., Hamilton G. In vitro cytotoxicity of combinations of dichloroacetate with anticancer platinum compounds // Clinical Pharmacology: Advances and Applications. – 2010. – Vol. 2. – P. 177–183.

34. Pfeffer G., Majamaa K., Turnbull D. M. et al. Treatment for mitochondrial disorders // Cochrane Database of Systematic Reviews. – 2012. – № 4. – CD004426.

35. Rajendran A., Bansal D., Marwaha R. K., Singhi S. C. Tumor lysis syndrome // The Indian Journal of Pediatrics. – 2013. – Vol. 80. № 1. – P. 50–54.

36. Ribes G., Valette G., Loubatieres-Mariani M. -M. Metabolic effects of sodium dichloroacetate in normal and diabetic dogs // Diabetes. – 1979. – Vol. 28. № 9. – P. 852–857.

37. Roh J. - L., Park J. Y., Kim E. H., Jang H. J., Kwon M. Activation of mitochondrial oxidation by PDK2 inhibition reverses cisplatin resistance in head and neck cancer // Cancer Letters. – 2016. – Vol. 371. № 1. – P. 20–29.

38. Rozier M. D., Zata V. J., Ellsworth M. L. Lactate interferes with ATP release from red blood cells // The American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. – 2007. – Vol. 292. № 6. – P. H3038-H3042.

39. Saed G. M., Fletcher N. M., Jiang Z. L., Abu-Soud H. M., Diamond M. P. Dichloroacetate induces apoptosis of epithelial ovarian cancer cells through a mechanism involving modulation of oxidative stress // Reproductive Sciences. – 2011. – Vol. 18. № 12. – P. 1253–1261.

40. Shahrzad S., Lacombe K., Adamcic U., Minhas K., Coomber B. L. Sodium dichloroacetate (DCA) reduces apoptosis in colorectal tumor hypoxia // Cancer Letters. – 2010. – Vol. 297. № 1. – P. 75–83.

41. Shen H., Decollogne S., Dilda P. J., Hau E., Chung S. A., Luk P. P., Hogg P. J., McDonald K. L. Dual-targeting of aberrant glucose metabolism in glioblastoma // Journal of Experimental & Clinical Cancer Research. – 2015. – Vol. 34. № 1. – Article 14.

42. Shen Y., Fan H., Ou D., Liao S., Cheng A. et al. Dichloroacetate (DCA) enhances activities of sorafenib against hepatocellular carcinoma (HCC) via modulation of aberrant cellular metabolism of HCC cells // Molecular Cancer Therapeutics. – 2009. – Vol. 8. № 12 (Suppl.). – Abstract B97.

43. Shen Y. C., Ou D. L., Hsu C., Lin K. L., Chang C. Y., Lin C. Y. et al. Activating oxidative phosphorylation by a pyruvate dehydrogenase kinase inhibitor overcomes sorafenib resistance of hepatocellular carcinoma // British Journal of Cancer. – 2013. – Vol. 108. № 1. – P. 72–81.

44. Stacpoole P. W. Review of the pharmacologic and therapeutic effects of diisopropylammonium dichloroacetate (DIPA) // The Journal of Clinical Pharmacology. – 1969. – Vol. 9. № 5. – P. 282–291.

45. Stacpoole P. W. The pharmacology of dichloroacetate // Metabolism – Clinical and Experimental. – 1989. – Vol. 38. № 11. – P. 1124–1144.

46. Stacpoole P. W. Treatment of hyperlipoproteinemia with a dichloroacetate salt // United States Patent Number: 4,122,188. – Date of Patent: Oct. 24, 1978. – Appl. №: 828, 677. – Filed: Aug. 29, 1977.

47. Stacpoole P. W., Dunbar E. M., Shroads A. L., Coats B. S., Langaee T. Predictability of glutathione transferase zeta 1 haplotype on kinetics of dichloroacetate in human trials // Drug Metabolism Reviews. – 2011. – Vol. 43. – Suppl. 2. – P. 181–182.

48. Stacpoole P. W., Henderson G. N., Yan Z., Cornett R., James M. O. Pharmacokinetics, metabolism and toxicology of dichloroacetate // Drug Metabolism Reviews. – 1998. – Vol. 30. № 3. – P. 499–539.

49. Stacpoole P. W., Kerr D. S., Barnes C., Bunch S. T., Carney P. R., Fennell E. M. et al. Controlled clinical trial of dichloroacetate for treatment of congenital lactic acidosis in children // Pediatrics. – 2006. – Vol. 117. № 5. – P. 1519–1531.

50. Stacpoole P. W., Nagaraja N. V., Hutson A. D. Efficacy of dichloroacetate as a lactate- lowering drug // Journal of Clinical Pharmacology. – 2003. – Vol. 43. № 7. – P. 683–691.

51. Strum S. B., Adalsteinsson O., Black R. R., Segal D., Peress N. L., Waldenfels J. Case report: sodium dichloroacetate (DCA) inhibition of the "Warburg effect" in a human cancer patient: complete response in non-Hodgkin's lymphoma after disease progression with rituximab-CHOP // Journal of Bioenergetics and Biomembranes. – 2013. – Vol. 45. № 3. – P. 307–315.

52. Sun R. C., Board P. G., Blackburn A. C. Targeting metabolism with arsenic trioxide and dichloroacetate in breast cancer cells // Molecular Cancer. – 2011. – Vol. 10. – Article 142.

53. Sun R. C., Fadia M., Dahlstrom J. E., Parish C. R., Board P. G., Blackburn A. C. Reversal of the glycolytic phenotype by dichloroacetate inhibits metastatic breast cancer cell growth in vitro and in vivo // Breast Cancer Research and Treatment. – 2010. – Vol. 120. № 1. – P. 253– 260.

54. Tong J., Xie G., He J., Li J., Pan F., Liang H. Synergistic antitumor effect of dichloroacetate in combination with 5-fluorouracil in colorectal cancer // Journal of Biomedicine & Biotechnology. – 2011. – Vol. 2011. – Article ID 740564.

55. Valauri-Orton A., Bschorer F., Bernd K. K. Dichloroacetate decreases cell health and activates oxidative stress defense pathways in rat alveolar type II pneumocytes // BioMed Research International. – 2015. – Vol. 2015. – Article ID 129031.

56. Vella S., Conti M., Tasso R., Cancedda R., Pagano A. Dichloroacetate inhibits neuroblastoma growth by specifically acting against malignant undifferentiated cells // International Journal of Cancer. – 2012. – Vol. 130. № 7. – P. 1484–1493.

57. Vissing J., Gansted U., Quistorff B. Exercise intolerance in mitochondrial myopathy is not related to lactic acidosis // Annals of Neurology. – 2001. – Vol. 49. № 5. – P. 672–676.

58. Wargovich T. J., MacDonald R. G., Hill J. A., Feldman R. L., Stacpoole P. W., Pepine C. J. Myocardial metabolic and hemodynamic effects of dichloroacetate in coronary artery disease // The American Journal of Cardiology. – 1988. – Vol. 61. № 1. – P. 65–70.

59. Washington J. T., Quintyne N. J. Dichloroacetate induces different rates of cell death in cancer and noncancer cell lines in vitro // Tumori. – 2012. – Vol. 98. № 1. – P. 142–151.

60. Wong J. Y., Huggins G. S., Debidda M., Munshi N. C., De Vivo I. Dichloroacetate induces apoptosis in endometrial cancer cells // Gynecologic Oncology. – 2008. – Vol. 109. № 3. – P. 394–402.

61. Xiao H., Yan L., Zhang Y., Qi R., Li W., Wang R. et al. A dual-targeting hybrid platinum (IV) prodrug for enhancing efficacy // Chemical Communications. – 2012. – Vol. 48. № 87. – P. 10730– 10732.

62. Xiao L., Li X., Niu N., Qian J., Xie G., Wang Y. Dichloroacetate (DCA) enhances tumor cell death in combination with oncolytic adenovirus armed with MDA-7/IL-24 // Molecular and Cellular Biochemistry. – 2010. – Vol. 340. № 1. – P. 31–40.

63. Xie J., Wang B. S., Yu D. H., Lu Q., Ma J., Qi H. et al. Dichloroacetate shifts the metabolism from glycolysis to glucose oxidation and exhibits synergistic growth inhibition with cisplatin in HeLa cells // International Journal of Oncology. – 2011. – Vol. 38. № 2. – P. 409–417.

64. Xue X., You S., Zhang Q., Wu Y., Zou G. Z., Wang P. C. et al. Mitaplatin increases sensitivity of tumor cells to cisplatin by inducing mitochondrial dysfunction // Molecular Pharmaceutics. – 2012. – Vol. 9. № 3. – P. 634–644.

65. Zajac J., Kostrhunova H., Novohradsky V., Vrana O., Raveendran R., Gibson D., Kasparkova J., Brabec V. Potentiation of mitochondrial dysfunction in tumor cells by conjugates of metabolic modulator dichloroacetate with a Pt(IV) derivative of oxaliplatin // Journal of Inorganic Biochemistry. – 2016. – Vol. 156. – P. 89–97.

66. Zhang N., Palmer A. F. Development of a dichloroacetic acid-hemoglobin conjugate as a potential targeted anti-cancer therapeutic // Biotechnology and Bioengineering. – 2011. – Vol.108. № 6. – P. 1413–1420.


Для цитирования:


ЦЫМБАЛЮК И.Ю., МАНУЙЛОВ А.М., ПОПОВ К.А., ХУБИЕВА Ф.У., ГИЛЕВА Е.Э. БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ДИХЛОРАЦЕТАТА НАТРИЯ: ЭФФЕКТИВНОСТЬ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-КЛИНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ. Кубанский научный медицинский вестник. 2017;1(2):151-162. https://doi.org/10.25207/1608-6228-2017-2-151-162

For citation:


TSYMBALYUK I.Y., MANUILOV A.M., POPOV K.A., KHUBIEVA F.U., GILEVA E.E. THE BIOLOGICAL ACTIVITY OF SODIUM DICHLOROACETATE AND ITS EFFECTIVENESS DURING THE EXPERIMENTAL CLINICAL STUDIES. Kuban Scientific Medical Bulletin. 2017;1(2):151-162. (In Russ.) https://doi.org/10.25207/1608-6228-2017-2-151-162

Просмотров: 500


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1608-6228 (Print)
ISSN 2541-9544 (Online)