Reversal of Multidrug Resistance with KR-30035: Evaluated with Biodistribution of Tc-99m MIBI in Nude Mice Bearing Human Tumor Xenografts

이종이식된 인체종양에서 KR-30035가 Tc-99m MIBI체내 분포에 미치는 영향으로 평가한 다약제내성 역전가능성

Purpose: KR-30035 (KR), a new MDR reversing agent, has been found to produce a similar degree of increased Tc-99m MIBI uptake in cultured tumor cells over-expressing mdr1 mRNA compared to verapamil (VP), with less cardiovascular effects. We assessed the MDR-reversing ability of KR in vivo, and effects of various doses of KR on MIBI uptake un nude mice hearing P-glycoprotein (P-gp) positive (+) and P-gp negative (-) human tumor xenografts. Methods: P-gp (+) HCT15/CL02 colorectal and P-gp (-) A549 non-small cell cancer cells were inoculated in each flank of 120 nude mice (20 mice ${\times}$ 6 groups). Group 1 (Gr1) mice received 10mg/kg KR i.p. 3 times $({\times}3)$; Gr2, 10mg/kg VP i.p. ${\times}3$; Gr3, 10mg/kg KR i.p. ${\times}2$ + 25mg/kg KR i.p. ${\times}1$; Gr4, 10mg/kg KR i.p. ${\times}2$ + 50mg/kg i.p. ${\times}1$; Gr5, 10mg/kg KR i.p. ${\times}2$ + 25mg/kg KR i.v. ${\times}1$, GrC, controls. The mice were then injected with Tc-99m MIBI and sacrificed after 10 min, 30 min, 90 min and 240 min. Tumor uptake of MIBI (TU) in each group was compared. Results: TU in P-gp (+) and (-) tumors were both higher in Gr1 than Gr2. Washout rate between the 10 min and 4 hours was lower in Gr5 of P-gp (+) cell(0.93) than the control. Percentage increases in TU were higher in P-gp (+) than P-gp (-) tumors with all KR doses. Pgp (+) TU were highest at 10 mon (173% of GrC) and persisted up to 240 min (144%) in Gr3. Larger doses of KR resulted in a lesser degree of increase in P-gp (+) TU at 10 min (130% in Gr4 and 117% un Gr5) and 30 min (178%, 129%), but TU increased by time up to 240 min (177%, 196%). Heart and lung uptakes were markedly increased in Gr4 and Gr5 at 10 and 30 min, likely due to cardiovascular effects. No mice died. Conclusion: These data further suggest that KR that has significantly lower cardiovascular toxicity than verapamil can be used as an active inhibitor of MDR. Even a relatively low dose of KR significantly increased Tc-99m MIBI uptake in P-gp (+) tumors in vivo.

목적: 새로이 합성된 다약제내성 (MDR) 극복제인 KR-30035(KR)는 다약제내성 유전자가 과발현된 암세포에 Tc-99m MIBI의 섭취를 증가시키며, 그 효과는 verapamil과 유사하나 심혈관계에의 영향은 적다. 본 연구는 체내에서 KR의 MDR 극복효과를 평가하고자 nude mice에서 P-당단백이 발현된 세포와 발현되지 않은 세포에서 다양한 농도의 KR이 MIBI섭취에 미치는 영향에 대해 살펴보았다. 방법: P-당단백이 발현된 세포는 HCT15/CL02 대장암 세포를, P-당단백이 없는 세포로는 A549 비소세포 폐암 세포를 120마리의 생쥐에 이종이식하였다. 120 마리를 모두 6군으로 나누었다. 제 1군은 복강내로 KR을 10mg/kg의 용량으로 3차례 주입한 군이고, 제2군은 verapamil을 같은 방법으로 주입한군, 제 3군은 KR을 2회는 10 mg/kg의 용량으로 1회는 25 mg/kg의 용량으로 복강내에 주입한 군이며, 제 4군은 KR을 2회는 10 mg/kg의 용량으로 1회는 50 mg/kg의 용량으로 복강내 주입한군, 제 5군은 KR을 2회는 10 mg/kg의 용량으로 복강내에 주입하고 1회는 25 mg/kg의 용량으로 혈관내에 주입한 군이다. 그리고 제 6군은 처치하지 않은 대조군으로 하였다. 이들 각군에 Tc-99m MIBI를 주사하고 10분, 30분, 90분, 그리고 240분 후에 동물을 희생시켜서 장기와 종양 조직내의 MIBI 섭취정도를 측정하여 비교하였다. 결과: MIBI 섭취정도는 P-당단백 양성과 P-당단백 음성인 그룹 모두에서 제 2군보다 제 1군에서 높았다. 10분과 240분 사이의 배출율은 P-당단백 양성세포에서 KR을 정맥주사한 제 5군에서 MIBI 섭취가 증가하는 경향을 보였으나 그 외에는 유의한 차이가 없었다. P-당단백 양성 그룹에서 MIBI 섭취는 10분 (대조군의 173%)에서 가장 높았고 KR의 용량이 증가할수록 P-당단백 양성군 에서의 MIBI 섭취증가의 정도가 낮았다 (10분에 제 4군에서 130%, 제 5군에서 117%, 30분에 제 4군에서 178%, 제 5군에서 128%). 심장과 폐의 섭취는 제 4군과 제 5군에서 10분과 30분에서 각각 크게 증가하였다. 결론: KR은 verapamil 보다 심혈관계 작용이 적은 MDR의 억제제이며, verapamil보다 20-50배 투여량을 증가시킬 수 있으므로, 악성종양의 항암요법시 다약제내성을 극복하는데 보다 안전하고 효과가 큰 약제로 판단된다.