scbmtБИОМЕДИЦИНАJournal Biomed2074-59822713-0428Scientific center of biomedical technologies of Federal Medical and Biological Agency10.33647/2074-5982-17-4-44-49scbmt-1345Research ArticleМЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ БИОМЕДИЦИНСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙMETHODS AND TECHNOLOGIES OF BIOMEDICAL RESEARCHМетоды экспериментального моделирования метастазированияMethods of Experimental Modeling of MetastasisТимофееваН. Ю.TimofeevaN. Yu.

Тимофеева Наталья Юрьевна

428015, Чебоксары, Московский просп., 15

Natalia Yu. Timofeeva

428015, Cheboksary, Moskovskiy Avenue, 15

bla11blabla@yandex.ruБубноваН. В.BubnovaN. V.

Бубнова Наталья Владимировна

428015, Чебоксары, Московский просп., 15

Natalia V. Bubnova

428015, Cheboksary, Moskovskiy Avenue, 15

natalia210485@yandex.ruСтручкоГ. Ю.StruchkoG. Yu.

Стручко Глеб Юрьевич, д.м.н., проф.

428015, Чебоксары, Московский просп., 15

Gleb Yu. Struchko, Dr. Sci. (Med.), Prof.

428015, Cheboksary, Moskovskiy Avenue, 15

glebstr@mail.ruКостроваО. Ю.KostrovaO. Yu.

Кострова Ольга Юрьевна, к.м.н., доц.

428015, Чебоксары, Московский просп., 15

Olga Yu. Kostrova, Cand. Sci. (Med.), Assoc. Prof.

428015, Cheboksary, Moskovskiy Avenue, 15

evkbiz@yandex.ruСтоменскаяИ. С.StomenskayaI. S.

Стоменская Ирина Станиславовна, к.м.н., доц.

428015, Чебоксары, Московский просп., 15

Irina S. Stomenskaya, Cand. Sci. (Med.), Assoc. Prof.

428015, Cheboksary, Moskovskiy Avenue, 15

irina.stomenskaja@gmail.comФГБОУ ВО «Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова»РоссияI. N. Ulyanov Chuvash State UniversityRussian Federation2021061220211744449Copyright © Тимофеева Н.Ю., Бубнова Н.В., Стручко Г.Ю., Кострова О.Ю., Стоменская И.С., 20212021Тимофеева Н.Ю., Бубнова Н.В., Стручко Г.Ю., Кострова О.Ю., Стоменская И.С.Timofeeva N.Y., Bubnova N.V., Struchko G.Y., Kostrova O.Y., Stomenskaya I.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.scbmt.ru/jour/article/view/1345

Одной из основных проблем современной медицины являются онкологические заболевания, которые занимают второе место среди причин смерти после сердечно-сосудистой патологии. Злокачественные новообразования известны давно, но их изучение представляет большую сложность. Моделирование злокачественных процессов на животных позволяет исследовать опухоли и выявить основные закономерности злокачественного роста, характерные для животных и человека. Основной причиной смерти при злокачественных новообразованиях является процесс образования метастазов, который до сегодняшнего дня полностью не изучен. Исследование процессов метастазирования — одна из важнейших задач онкологии, для изучения которой создаются различные модели метастазирования опухолей. В статье представлены литературные данные по наиболее используемым в экспериментальных условиях моделям метастазирования, проводится их сравнительная характеристика. Произведена оценка преимуществ и недостатков основных способов моделирования метастазирования.

One of the main problems of modern medicine is cancer, which is the second leading cause of death after cardiovascular disease. Malignant neoplasms have been known for a long time; however, their study still presents significant difficulties. Modeling of malignant processes in animals allow researchers to study tumors and the main patterns of malignant growth characteristic of animals and humans. The main cause of death in malignant neoplasms is the process of metastasis formation, which remains to be understood in detail. The study of metastatic processes is one of the most important tasks of oncology. To this end, various models of tumor metastasis are created. The article reviews literature data on the most popular models of metastasis in experimental conditions. The advantages and disadvantages of the main approaches to modeling metastasis are evaluated.

злокачественные новообразованиямодели метастазированияэкспериментmalignant neoplasmsmetastasis modelsexperimentReferencesКит О.И., Франциянц Е.М., Каплиева И.В., Трепитаки Л.К., Евстратова О.Ф. Способ получения метастазов печени в эксперименте. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2014;6:745–747.Kit O.I., Frantsiyants E.M., Kaplieva I.V., Trepitaki L.K., Evstratova O.F. Sposob polucheniya metastazov pecheni v eksperimente [Method for obtaining liver metastases in an experiment]. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2014;6:745–747. (In Russian).Козлова М.Б., Франциянц Е.М., Трепитаки Л.К., Каплиева И.В., Погорелова Ю.А., Сергостьянц Г.З., Айрапетова Т.Г., Чубарян А.В. Роль пола в характере системных и тканевых нарушений гормонального гомеостаза у крыс с экспериментальной моделью метастазирования в легкие. Медицинский вестник Северного Кавказа. 2016;3:377–380.Kozlova M.B., Frantsiyants E.M., Trepitaki L.K., Kaplieva I.V., Pogorelova Yu.A., Sergost’yants G.Z., Airapetova T.G., Chubaryan A.V. Rol’ pola v kharaktere sistemnykh i tkanevykh narushenii gormonal’nogo gomeostaza u krys s eksperimental’noi model’yu metastazirovaniya v legkie [The role of gender in the nature of systemic and tissue disorders of hormonal homeostasis in rats with an experimental model of lung metastasis]. Meditsinskii vestnik Severnogo Kavkaza [Medical Bulletin of the North Caucasus]. 2016;3:377–380. (In Russian).Лацерус Л.А., Пинигина Н.М., Козлов А.М., Барышников А.Ю. Влияние препарата Абисилин на процесс искусственного рецидивирования и метастазирования карциномы легкого Льюис мышей. Российский биотерапевтический журнал. 2010;1:29–33Latserus L.A., Pinigina N.M., Kozlov A.M., Baryshnikov A.Yu. Vliyanie preparata Abisilin na protsess iskusstvennogo retsidivirovaniya i metastazirovaniya kartsinomy legkogo L’yuis myshei [The influence of the drug Abisilin the process of artificial recurrence and metastasis of lung carcinoma Lewis mice]. Russian Biotherapeutic Journal. 2010;1:29–33. (In Russian).Москвичев Е.В., Стручко Г.Ю., Меркулова Л.М., Кострова О.Ю. Морфология рака толстой кишки после применения 1,2-диметилгидрозолин дегидрохлорида. Вестник новых медицинских технологий. 2009;S2:121–122.Moskvichev E.V., Struchko G.Yu., Merkulova L.M., Kostrova O.Yu. Morfologiya raka tolstoi kishki posle primeneniya 1,2-dimetilgidrozolin degidrokhlorida [Morphology of colon cancer after the use of 1,2-dimethylhydrazine dihydrochloride]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologii [Bulletin of New Medical Technologies]. 2009;S2:121–122. (In Russian).Стручко Г.Ю., Меркулова Л.М., Москичев Е.В., Михайлова М.Н., Кострова О.Ю., Стоменская И.С. Морфофункциональное состояние тимуса в условиях развития опухоли толстой кишки. Здравоохранение Чувашии. 2009;3:47–52.Struchko G.Yu., Merkulova L.M., Moskichev E.V., Mikhailova M.N., Kostrova O.Yu., Stomenskaya I.S. Morfofunktsional’noe sostoyanie timusa v usloviyakh razvitiya opukholi tolstoi kishki [Morphofunctional state of the thymus in the conditions of colon tumor development]. Zdravookhranenie Chuvashii [Chuvashia Healthcare Journal]. 2009;3:47–52. (In Russian).Трещалина Е.М. Иммунодефицитные мыши Balb/c nude и моделирование различных вариантов опухолевого роста для доклинических исследований. Российский биотерапевтический журнал. 2017;3:6–13.Treshchalina E.M. Immunodefitsitnye myshi Balb/c nude i modelirovanie razlichnykh variantov opukholevogo rosta dlya doklinicheskikh issledovanii [Immunodeficient BALB/c nude mice and modeling of various tumor growth variants for preclinical studies]. Russian Biotherapeutic Journal. 2017;3:6–13. (In Russian).Холоденко И.В., Доронин И.И., Холоденко Р.В. Опухолевые модели в изучении онкологических заболеваний. Иммунология. 2013;5:282–286.Kholodenko I.V., Doronin I.I., Kholodenko R.V. Opukholevye modeli v izuchenii onkologicheskikh zabolevanii [Tumor models in the study of oncological diseases. Immunology. 2013;5:282–286. (In Russian).Bibby M.C. Orthotopic models of cancer for preclinical drug evaluation: advantages and disadvantages. Eur. J. Cancer. 2004;40(6):852–857. DOI: 10.1016/j.ejca.2003.11.021.Bibby M.C. Orthotopic models of cancer for preclinical drug evaluation: advantages and disadvantages. Eur. J. Cancer. 2004;40(6):852–857. DOI: 10.1016/j.ejca.2003.11.021.Bobek V., Plachy J., Pinterova D., Kolostova K., Boubelik M., Jiang P., Yang M., Hoffman R.M. Development of a green fluorescent protein metastatic-cancer chick-embryo drugscreen model. Clin. Exp. Metastasis. 2004;21(4):347–352. DOI: 10.1023/b:clin.0000046138.58210.31.Bobek V., Plachy J., Pinterova D., Kolostova K., Boubelik M., Jiang P., Yang M., Hoffman R.M. Development of a green fluorescent protein metastatic-cancer chick-embryo drugscreen model. Clin. Exp. Metastasis. 2004;21(4):347–352. DOI: 10.1023/b:clin.0000046138.58210.31.Bocuk D., Wolff A., Krause P., et al. The adaptation of colorectal cancer cells when forming metastases in the liver: expression of associated genes and pathways in a mouse model. BMC Cancer. 2017;17(1):342. DOI: 10.1186/s12885-017-3342-1.Bocuk D., Wolff A., Krause P., et al. The adaptation of colorectal cancer cells when forming metastases in the liver: expression of associated genes and pathways in a mouse model. BMC Cancer. 2017;17(1):342. DOI: 10.1186/s12885-017-3342-1.Cespedes V.M., Casanova I., Parreno M., Mangues R. Mouse models in oncogenesis and cancer therapy. Clin. Transl. Oncol. 2006;8(5):318–329.Cespedes V.M., Casanova I., Parreno M., Mangues R. Mouse models in oncogenesis and cancer therapy. Clin. Transl. Oncol. 2006;8(5):318–329.Fiebig H.H., Burger B.A. Relevance of tumor models for anticancer drug development. Contributions to oncology. Basel: Karger. 1999;15–27.Fiebig H.H., Burger B.A. Relevance of tumor models for anticancer drug development. Contributions to oncology. Basel: Karger. 1999;15–27.Fleten K.G., Bakke K.M., Maelandsmo G.M., et al. Use of non-invasive imaging to monitor response to aflibercept treatment in murine models of colorectal cancer liver metastases. Clin. Exp. Metastasis. 2017;34(1):51–62. DOI: 10.1007/s10585-016-9829-3.Fleten K.G., Bakke K.M., Maelandsmo G.M., et al. Use of non-invasive imaging to monitor response to aflibercept treatment in murine models of colorectal cancer liver metastases. Clin. Exp. Metastasis. 2017;34(1):51–62. DOI: 10.1007/s10585-016-9829-3.Hatwell C., Zappa M., Wagner M., et al. Detection of liver micrometastases from colorectal origin by perfusion CT in a rat model. Hepatobiliary Pancreat. Dis. Int. 2014;13(3):301–308. DOI: 10.1016/s1499-3872(14)60043-6.Hatwell C., Zappa M., Wagner M., et al. Detection of liver micrometastases from colorectal origin by perfusion CT in a rat model. Hepatobiliary Pancreat. Dis. Int. 2014;13(3):301–308. DOI: 10.1016/s1499-3872(14)60043-6.Heijstek M.W., Kranenburg O., Borel Rinkes I.H. Mouse models of colorectal cancer and liver metastases. Dig. Surg. 2005;22(1–2):16–25. DOI: 10.1159/000085342.Heijstek M.W., Kranenburg O., Borel Rinkes I.H. Mouse models of colorectal cancer and liver metastases. Dig. Surg. 2005;22(1–2):16–25. DOI: 10.1159/000085342.Mason R.S., Reichrath J. Sunlight vitamin D and skin cancer. Anticancer Agents. Med. Chem. 2013;13(1):83–97.Mason R.S., Reichrath J. Sunlight vitamin D and skin cancer. Anticancer Agents. Med. Chem. 2013;13(1):83–97.Muraoka T., Shirouzu K., Ozasa H., et al. The effect of starvation on blood stream cancer cell metastasis to the liver in rat after laparotomy. Kurume Med. J. 2013;60(2):59–66. DOI: 10.2739/kurumemedj.ms63005.Muraoka T., Shirouzu K., Ozasa H., et al. The effect of starvation on blood stream cancer cell metastasis to the liver in rat after laparotomy. Kurume Med. J. 2013;60(2):59–66. DOI: 10.2739/kurumemedj.ms63005.Nakamura M., Suemizu H. Novel metastasis models of human cancer in NOG mice. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 2008;324:167–177. DOI: 10.1007/978-3-540-75647-7_11.Nakamura M., Suemizu H. Novel metastasis models of human cancer in NOG mice. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 2008;324:167–177. DOI: 10.1007/978-3-540-75647-7_11.Ross S.R. Mouse mammary tumor virus molecular biology and oncogenesis. Viruses. 2010;2(9):2000– 2012. DOI: 10.3390/v2092000.Ross S.R. Mouse mammary tumor virus molecular biology and oncogenesis. Viruses. 2010;2(9):2000– 2012. DOI: 10.3390/v2092000.Sausville E.A., Burger A.M. Contributions of human tumor xenografts to anticancer drug development. Cancer Res. 2006;66(7):3351–3354, discussion 3354. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-05-3627.Sausville E.A., Burger A.M. Contributions of human tumor xenografts to anticancer drug development. Cancer Res. 2006;66(7):3351–3354, discussion 3354. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-05-3627.Strowitzki M.J., Dold S., von Heesen M., et al. The phosphodiesterase 3 inhibitor cilostazol does not stimulate growth of colorectal liver metastases after major hepatectomy. Clin. Exp. Metastasis. 2014;31:795–803.Strowitzki M.J., Dold S., von Heesen M., et al. The phosphodiesterase 3 inhibitor cilostazol does not stimulate growth of colorectal liver metastases after major hepatectomy. Clin. Exp. Metastasis. 2014;31:795–803.Suemizu H., Monnai M., Ohnishi Y., Ito M., et al. Identification of a key molecular regulator of liver metastasis in human pancreatic carcinoma using a novel quantitative model of metastasis in NOD/ SCID/gammacnull (NOG) mice. Int. J. Oncol. 2007;31(4):741–751.Suemizu H., Monnai M., Ohnishi Y., Ito M., et al. Identification of a key molecular regulator of liver metastasis in human pancreatic carcinoma using a novel quantitative model of metastasis in NOD/ SCID/gammacnull (NOG) mice. Int. J. Oncol. 2007;31(4):741–751.Talmadge J.E., Meyers K.M., Prieur D.J., Starkey J.R. Role of NK cells in tumour growth and metastasis in beige mice. Nature. 1980;284(5757):622–624. DOI: 10.1038/284622a0.Talmadge J.E., Meyers K.M., Prieur D.J., Starkey J.R. Role of NK cells in tumour growth and metastasis in beige mice. Nature. 1980;284(5757):622–624. DOI: 10.1038/284622a0.Zijlstra A., Mellor R., Panzarella G. A quantitative analysis of rate-limiting steps in the metastatic cascade using human-specific real-time polymerase chain reaction. Cancer Res. 2002;62(23):7083–7092.Zijlstra A., Mellor R., Panzarella G. A quantitative analysis of rate-limiting steps in the metastatic cascade using human-specific real-time polymerase chain reaction. Cancer Res. 2002;62(23):7083–7092.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.