Use of the in vivo hollow fiber assay in natural products anticancer drug discovery

Journal of Natural Products

Volumn 72, Issue 3, 2009, Pages 573-580

  Mi, Qiuwen ^a,e   Pezzuto, John M ^b   Farnsworth, Norman R ^a   Wani, Mansukh C ^c   Kinghorn, A Douglas ^d   Swanson, Steven M ^a  

^a UNIVERSITY OF ILLINOIS AT CHICAGO   (United States)

^b UNIVERSITY OF HAWAII AT HILO   (United States)

^c RTI INTERNATIONAL   (United States)

^d OHIO STATE UNIVERSITY   (United States)

^e United States Patent and Trademark Office   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

13 HYDROXY 15 OXOZOAPATLIN; 13 METHOXY 15 OXOZOAPATLIN; 3 CHLORODEOXYLAPACHOL; ACULEATIN A; ALVARADOIN E; ALVARADOIN F; ALVARADOIN G; ALVARADOIN H; ANTINEOPLASTIC AGENT; DIOSCIN; DOXORUBICIN; GROWTH INHIBITOR; GUTTIFERONE E; NITIDULIN; PACLITAXEL; PICROPOLYGAMAIN; SILVESTROL; UNCLASSIFIED DRUG; XANTHOCHYMOL; ZALCITABINE; ZIDOVUDINE;

ANGIOGENESIS; BIOLUMINESCENCE; CANCER CELL; CANCER CELL CULTURE; CARCINOMA CELL; CELL ASSAY; CELL VOLUME; COLON ADENOCARCINOMA; COST BENEFIT ANALYSIS; DRUG DETERMINATION; DRUG RESEARCH; DRUG SCREENING; EXPERIMENTAL MOUSE; GROWTH INHIBITION; HOLLOW FIBER; HUMAN; HUMAN CELL CULTURE; LOW DRUG DOSE; NATIONAL HEALTH ORGANIZATION; NONHUMAN; OPTIMAL DRUG DOSE; PERITONEUM; REVIEW; TUMOR MODEL; XENOGRAFT;

ANTINEOPLASTIC AGENTS; DRUG DISCOVERY; DRUG SCREENING ASSAYS, ANTITUMOR; MODELS, BIOLOGICAL; MOLECULAR STRUCTURE;

ANIMALIA; MUS;

EID: 65249104523     PISSN: 01633864     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/np800767a     Document Type: Review

References (96)

1. Krumbhaar, E. B. J. Am. Med. Assoc. 1919, 72, 39-41.
2. Krumbhaar, E. B.; Krumbhaar, H. D. J. Med. Res. 1919, 40, 497-508.
3. Gilman, A.; Philips, F. S. Science 1946, 103, 409-415.
4. Venditti, J. M.; Wesley, R. A.; Plowman, J. Adv. Pharmacol. Chemother. 1984, 20, 1-20.
5. Alley, M. C.; Hollingshead, M. G.; Dykes, D. J.; Waud, W. R. In Anticancer Drug Development Guide; Teicher, B. A.; Andrews, P. A., Eds.; Humana Press: Totowa, NJ, 2004; pp 125-152.
6. Corbett, T. H.; Valeriote, F. A.; Baker, L. H. Invest. New Drugs 1987, 5, 3-20.
7. Sausville, E. A.; Burger, A. M. Cancer Res. 2006, 66, 3351-3354.
8. Boyd, M. R.; Paull, K. D. Drug Dev. Res. 1995, 34, 91-109.
9. Boyd, M. R. In Anticancer Drug Development Guide; Teicher, B. A.; Andrews, P. A., Eds.; Humana Press: Totowa, NJ, 2004; pp 41-61.
10. Shoemaker, R. H.; Monks, A.; Alley, M. C.; Scudiero, D. A.; Fine,D. L.; McLemore, T. L.; Abbott, B. J.; Paull, K. D.; Mayo, J. G.;Boyd, M. R. Prog. Clin. Biol. Res. 1988, 276, 265-86.
11. Paull, K. D.; Shoemaker, R. H.; Hodes, L.; Monks, A.; Scudiero, D. A.; Rubinstein, L.; Plowman, J.; Boyd, M. R. J. Natl. Cancer. Inst. 1989,81, 1088-1092.
12. Flanagan, S. P. Genet. Res. 1966, 8, 295-309.
13. Bosma, G. C.; Custer, R. P.; Bosma, M. J. Nature 1983, 301, 527-530.
14. Teicher, B. A. Anticancer Drug Development Guide: Preclinical Screening, Clinical Trials, and Approval; Humana Press: Totowa, NJ, 1997; p 311.
15. Boven, E.; Winograd, B. The Nude Mouse in Oncology Research;CRC Press: Boca Raton, FL, 1991; p 340.
16. Rofstad, E. K. Int. J. Cancer 1995, 63, 744-749.
17. Russell, W. M. Altern. Lab. Anim. 1995, 23, 298-304.
18. Russell, W. M.; Burch, R. L. The Principles of Humane Experimental Technique; Methuen: London, 1959.
19. Suggitt, M.; Cooper, P. A.; Shnyder, S. D.; Bibby, M. C. Int. J. Oncol. 2006, 29, 1493-1499.
20. Hallock, Y.; Cragg, G. M. Pharm. Biol 2003, 41 (Suppl.), 78-91.
21. Kinghorn, A. D.; Farnsworth, N. R.; Soejarto, D. D.; Cordell, G. A.;Pezzuto, J. M.; Udeani, G. O.; Wani, M. C.; Wall, M. E.; Navarro, H. A.; Kramer, R. A.; Menendez, A. T.; Fairchild, C. R.; Lane, K. E.; Vyas, D. M.; Lam, K. S.; Shu, Y.-Z. Pure Appl. Chem. 1999, 71,1611-1618.
22. Kinghorn, A. D.; Farnsworth, N. R.; Soejarto, D. D.; Cordell, G. A.; Swanson, S. M.; Pezzuto, J. M.; Wani, M. C.; Wall, M. E.; Oberlies, N. H.; Kroll, D. J.; Kramer, R. A.; Rose, W. C.; Vite, G. D.; Fairchild,C. R.; Peterson, R. W.; Wild, R. Pharm. Biol. 2003, 41, 53-67.
23. Hollingshead, M. G.; Alley, M. C.; Camalier, R. F.; Abbott, B. J.; Mayo, J. G.; Malspeis, L.;Grever, M. R. Life Sci. 1995, 57, 131-141.
24. Mi, Q.; Lantvit, D.; Reyes-Lim, E.; Chai, H.; Zhao, W.; Lee, I. S.;Peraza-Sanchez, S.; Ngassapa, O.; Kardono, L. B.; Riswan, S Hollingshead, M. G.; Mayo, J. G.; Farnsworth, N. R.; Cordell, G. A.; Kinghorn, A. D.; Pezzuto, J. M. J. Nat. Prod. 2002, 65, 842-850.
25. Diaz, F.; Chavez, D.; Lee, D.; Mi, Q.; Chai, H. B.; Tan, G. T.; Kardono, L. B.; Riswan, S.; Fairchild, C. R.; Wild, R.; Farnsworth, N. R.;Cordell, G. A.; Pezzuto, J. M.; Kinghorn, A. D. J. Nat. Prod. 2003, 66, 865-867.
26. Diaz, F.; Chai, H. B.; Mi, Q.; Su, B. N.; Vigo, J. S.; Graham, J. G.; Cabieses, F.; Farnsworth, N. R.; Cordell, G. A.; Pezzuto, J. M.; Swanson, S. M.; Kinghorn, A. D. J. Nat. Prod. 2004, 67, 352-356.
27. Gu, J. Q.; Graf, T. N.; Lee, D.; Chai, H. B.; Mi, Q.; Kardono, L. B.; Setyowati, F. M.; Ismail, R.; Riswan, S.; Farnsworth, N. R.; Cordell, G. A.; Pezzuto, J. M.; Swanson, S. M.; Kroll, D. J.; Falkinham, J. O., 3rd; Wall, M. E.; Wani, M. C.; Kinghorn, A. D.; Oberlies, N. H. J.Nat. Prod. 2004, 67, 1156-1161.
28. Hwang, B. Y.; Su, B. N.; Chai, H.; Mi, Q.; Kardono, L. B.; Afriastini, J. J.; Riswan, S.; Santarsiero, B. D.; Mesecar, A. D.; Wild, R.; Fairchild, C. R.; Vite, G. D.; Rose, W. C.; Farnsworth, N. R.; Cordell, G. A.; Pezzuto, J. M.; Swanson, S. M.; Kinghorn, A. D. J. Org. Chem. 2004, 69, 3350-3358.
29. Mi, Q.; Lantvit, D.; Reyes-Lim, E.; Chai, H.; Phifer, S. S.; Wani, M. C.; Wall, M. E.; Tan, G. T.; Cordell, G. A.; Farnsworth, N. R.; Kinghorn, A. D.; Pezzuto, J. M. Anticancer Res. 2005, 25, 779-787.
30. Chin, Y. W.; Jones, W. P.; Mi, Q.; Rachman, I.; Riswan, S.; Kardono, L. B.; Chai, H. B.; Farnsworth, N. R.; Cordell, G. A.; Swanson, S. M.; Cassady, J. M.; Kinghorn, A. D. Phytochemistry 2006, 67, 1243-1248.
31. Chin, Y. W.; Mdee, L. K.; Mbwambo, Z. H.; Mi, Q.; Chai, H. B.; Cragg, G. M.; Swanson, S. M.; Kinghorn, A. D. J. Nat. Prod. 2006, 69, 1649-1652.
32. Fang, L.; Ito, A.; Chai, H. B.; Mi, Q.; Jones, W. P.; Madulid, D. R.; Oliveros, M. B.; Gao, Q.; Orjala, J.; Farnsworth, N. R.; Soejarto, D. D.; Cordell, G. A.; Swanson, S. M.; Pezzuto, J. M.; Kinghorn, A. D. J. Nat. Prod. 2006, 69, 332-337.
33. Jones, W. P.; Lobo-Echeverri, T.; Mi, Q.; Chai, H. B.; Soejarto, D. D.; Cordell, G. A.; Swanson, S. M.; Kinghorn, A. D. J. Nat. Prod. 2007, 70, 372-377.
34. Chin, Y. W.; Salim, A. A.; Su, B. N.; Mi, Q.; Chai, H. B.; Riswan, S.; Kardono, L. B.; Ruskandi, A.; Farnsworth, N. R.; Swanson, S. M.; Kinghorn, A. D. J. Nat. Prod. 2008, 71, 390-395.
35. Casciari, J. J.; Hollingshead, M. G.; Alley, M. C.; Mayo, J. G.; Malspeis, L.; Miyauchi, S.; Grever, M. R.; Weinstein, J. N. J. Natl.Cancer. Inst. 1994, 86, 1846-1852.
36. Decker, S.; Hollingshead, M.; Bonomi, C. A.; Carter, J. P.; Sausville, E. A. Eur. J. Cancer 2004, 40, 821-826.
37. Hall, L. A.; Krauthauser, C. M.; Wexler, R. S.; Hollingshead, M. G.; Slee, A. M.; Kerr, J. S. Anticancer Res. 2000, 20, 903-911.
38. Hall, L. A.; Krauthauser, C. M.; Wexler, R. S.; Slee, A. M.; Kerr, J. S. Methods Mol. Med. 2003, 74, 545-566.
39. Hollingshead, M. G.; Plowman, J.; Alley, M. C.; Mayo, J. G.; Sausville, E. A. In Relevance of Tumor Models for Anticancer Drug Development; Fiebig, H. H.; Burger, A. M., Eds.; Karger AG: Basel, 1999; pp 109-120.
40. Phillips, R. M.; Bibby, M. C. In AngiogenesisProtocols; Murray, J. C., Ed.; Humana Press: Totowa, NJ, 2001; pp 87-93.
41. Biological Testing Branch; NCI. Hollow Fiber Assay Protocols for Tumor Cell Lines. http://dtp.nci.nih.gov/branches/btb/pdf/cancer-protocol-hollow- fiber.pdf (accessed October 2008).
42. Alley, M. C.; Pacula-Cox, C. M.; Hursey, M. L.; Rubinstein, L. R.; Boyd, M. R. Cancer Res. 1991, 51, 1247-56.
43. Shnyder, S. D.; Cooper, P. A.; Scally, A. J.; Bibby, M. C. Anticancer Res. 2006, 26, 2049-2052.
44. Buhler, V. Polyvinylpyrrolidone Excipients for Pharmaceuticals: Povidone, Crospovidone, and Copovidone; Springer: Berlin, 2005; p 254.
45. Stupak, E. I.; Rosenberg, H. A.; Bates, T. R. J. Pharmacokinet Biopharm. 1974, 2, 511-524.
46. Stupak, E. I.; Bates, T. R. J. Pharm. Sci. 1973, 62, 1806-1809.
47. Food and Drug Administration. Fed. Regist. 2006, 61, 43934.
48. Developmental Therapeutics Program; NCI. http://dtp.nci.nih.gov/branches/ btb/acute-tox.html (accessed October 2008).
49. Mi, Q.; Cui, B.; Silva, G. L.; Lantvit, D.; Lim, E.; Chai, H.; Hollingshead, M. G.; Mayo, J. G.; Kinghorn, A. D.; Pezzuto, J. M. Cancer Lett. 2002, 184, 13-20.
50. Temmink, O. H.; Prins, H. J.; van Gelderop, E.; Peters, G. J. Br. J. Cancer 2007, 96, 61-66.
51. Sadar, M. D.; Akopian, V. A.; Beraldi, E. Mol. Cancer Ther. 2002, 1,629-637.
52. Hollingshead, M.; Roberson, J.; Decker, W.; Buckheit, R., Jr.; Elder, C.; Malspeis, L.; Mayo, J.; Grever, M. Antiviral Res. 1995, 28, 265-279.
53. McCune, J. M. Science 1997, 278, 2141-2142.
54. McCune, J. M.; Namikawa, R.; Kaneshima, H.; Shultz, L. D.;Lieberman, M.; Weissman, I. L. Science 1988, 241, 1632-1639.
55. Rabin, L.; Hincenbergs, M.; Moreno, M. B.; Warren, S.; Linquist,V.; Datema, R.; Charpiot, B.; Seifert, J.; Kaneshima, H.; McCune, J. M. Antimicrob. Agents Chemother. 1996, 40, 755-62.
56. Taggart, B. R.; Harrington, P.; Hollingshead, M. Antiviral Res. 2004, 63, 1-6.
57. Weissleder, R.; Ntziachristos, V. Nat. Med. 2003, 9, 123-128.
58. Hollingshead, M. G.; Alley, M. C.; Kaur, G.; Stinson, S. F. In Anticancer Drug Development Guide; Teicher, B. A.; Andrews, P. A., Eds.; Humana Press: Totowa, NJ, 2004; pp 153-182.
59. Hollingshead, M. G.; Bonomi, C. A.; Borgel, S. D.; Carter, J. P.;Shoemaker, R.; Melillo, G.; Sausville, E. A. Eur. J. Cancer 2004, 40, 890-898.
60. Zhang, G. J.; Chen, T. B.; Bednar, B.; Connolly, B. M.; Hargreaves, R.; Sur, C.; Williams, D. L. Neoplasia 2007, 9, 652-656.
61. Zhang, G. J.; Chen, T. B.; Hargreaves, R.; Sur, C.; Williams, D. L.Jr. Nat. Protoc 2008, 3, 891-899.
62. Hassan, S. B.; de la Torre, M.; Nygren, P.; Karlsson, M. O.; Larsson, R.; Jonsson, E. Anticancer Drugs 2001, 12, 33-42.
63. Johnson, J. I.; Decker, S.; Zaharevitz, D.; Rubinstein, L. V.; Venditti, J. M.; Schepartz, S.; Kalyandrug, S.; Christian, M.; Arbuck, S.; Hollingshead, M.; Sausville, E. A. Br. J. Cancer 2001, 84, 1424-1431.
64. Phillips, R. M.; Pearce, J.; Loadman, P. M.; Bibby, M. C.; Cooper, P. A.; Swaine, D. J.; Double, J. A. Cancer Res. 1998, 58, 5263-5266.
65. Hasan, J.; Shnyder, S. D.; Bibby, M.; Double, J. A.; Bicknel, R.;Jayson, G. C. Angiogenesis 2004, 7, 1-16.
66. Hasan, J.; Shnyder, S. D.; Clamp, A. R.; McGown, A. T.; Bicknell, R.; Presta, M.; Bibby, M.; Double, J.; Craig, S.; Leeming, D.; Stevenson, K.; Gallagher, J. T.; Jayson, G. C. Clin. Cancer Res. 2005, 11, 8172-8179.
67. Fu, J.; Ding, Y.; Huang, D.; Li, H.; Chen, X. Cancer Lett. 2007, 248, 153-163.
68. Voskoglou-Nomikos, T.; Pater, J. L.; Seymour, L. Clin. Cancer Res.2003, 9, 4227-4239.
69. Di Chenna, P. H.; Benedetti-Doctorovich, V.; Baggio, R. F.; Garland, M. T.; Burton, G. J. Med. Chem. 2001, 44, 2486-2489.
70. Easmon, J.; Purstinger, G.; Thies, K. S.; Heinisch, G.; Hofmann, J.J. Med. Chem. 2006, 49, 6343-6350.
71. Dallemagne, P.; Khanh, L. P.; Alsaidi, A.; Varlet, I.; Collot, V.; Paillet, M.; Bureau, R.; Rault, S. Bioorg. Med. Chem. 2003, 11, 1161-1167.
72. Kock, I.; Heber, D.; Weide, M.; Wolschendorf, U.; Clement, B. J. Med.Chem. 2005, 48, 2772-2777.
73. Sharma, V. M.; Prasanna, P.; Seshu, K. V.; Renuka, B.; Rao, C. V.;Kumar, G. S.; Narasimhulu, C. P.; Babu, P. A.; Puranik, R. C.;Subramanyam, D.; Venkateswarlu, A.; Rajagopal, S.; Kumar, K. B.;Rao, C. S.; Mamidi, N. V.; Deevi, D. S.; Ajaykumar, R.; Rajagopalan,R. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2002, 12, 2303-2307.
74. Antonini, I.; Polucci, P.; Magnano, A.; Sparapani, S.; Martelli, S.J. Med. Chem. 2004, 47, 5244-5250.
75. Bigioni, M.; Benzo, A.; Irrissuto, C.; Maggi, C. A.; Goso, C Anticancer Drugs 2005, 16, 1083-1089.
76. Congiu, C.; Cocco, M. T.; Lilliu, V.; Onnis, V. J. Med. Chem. 2005, 48, 8245-8252.
77. Pinna, G. A.; Pirisi, M. A.; Grella, G. E.; Gherardini, L.; Mussinu, J. M.; Paglietti, G.; Ferrari, A. M.; Rastelli, G. Arch. Pharm 2001,334, 337-344.
78. Pinna, G. A.; Pirisi, M. A.; Mussinu, J. M.; Murineddu, G.; Loriga, G.; Pau, A.; Grella, G. E. Farmaco 2003, 58, 749-763.
79. Yao, B.; Prinsep, M. R.; Nicholson, B. K.; Gordon, D. P. J. Nat. Prod. 2003, 66, 1074-1077.
80. Dzierzbicka, K.; Kolodziejczyk, A. M. J. Med. Chem. 2003, 46, 183-189.
81. Dzierzbicka, K.; Kolodziejczyk, A. M.; Wysocka-Skrzela, B.;Mysliwski, A.; Sosnowska, D. J. Med. Chem. 2001, 44, 3606-3615.
82. Solano, B.; Junnotula, V.; Marin, A.; Villar, R.; Burguete, A.; Vicente, E.; Perez-Silanes, S.; Aldana, I.; Monge, A.; Dutta, S.; Sarkar, U.; Gates, K. S. J. Med. Chem. 2007, 50, 5485-5492.
83. Zarranz, B.; Jaso, A.; Aldana, I.; Monge, A. Bioorg. Med. Chem. 2004, 12, 3711-3721.
84. Gullbo, J.; Lindhagen, E.; Bashir-Hassan, S.; Tullberg, M.; Ehrsson, H.; Lewensohn, R.; Nygren, P.; De La Torre, M.; Luthman, K.; Larsson, R. Invest. New Drugs 2004, 22, 411-420.
85. Bridges, E. M.; Bibby, M. C.; Burchill, S. A. J. Pediatr. 2006, 149, 103-111.
86. Hartley, J. A.; Spanswick, V. J.; Brooks, N.; Clingen, P. H.; McHugh, P. J.; Hochhauser, D.; Pedley, R. B.; Kelland, L. R.; Alley, M. C.; Schultz, R.; Hollingshead, M. G.; Schweikart, K. M.; Tomaszewski, J. E.; Sausville, E. A.; Gregson, S. J.; Howard, P. W.; Thurston, D. E. Cancer Res. 2004, 64, 6693-6699.
87. Leese, M. P.; Hejaz, H. A.; Mahon, M. F.; Newman, S. P.; Purohit, A.; Reed, M. J.; Potter, B. V. J. Med. Chem. 2005, 48, 5243-5256.
88. Leong, C. O.; Suggitt, M.; Swaine, D. J.; Bibby, M. C.; Stevens, M. F.; Bradshaw, T. D. Mol. Cancer Ther. 2004, 3, 1565-1575.
89. Mann, J.; Baron, A.; Opoku-Boahen, Y.; Johansson, E.; Parkinson, G.; Kelland, L. R.; Neidle, S. J. Med. Chem. 2001, 44, 138-144.
90. Phifer, S. S.; Lee, D.; Seo, E.-K.; Kim, N.-C.; Graf, T. N.; Kroll, D. J.; Navarro, H. A.; Izydore, R. A.; Jimenez, F.; Garcia, R.; Rose, W. C.; Fairchild, C. R.; Soejarto, D. D.; Farnsworth, N. R.; Kinghorn, A. D.; Oberlies, N. H.; Wall, M. E.; Wani, M. C. J. Nat. Prod. 2007, 70, 954-961.
91. Mi, Q.; Lantvit, D.; Reyes-Lim, E.; Chai, H.; Phifer, S. S.; Wani, M. C.; Wall, M. E.; Tan, G. T.; Cordell, G. A.; Swanson, S. M.; Farnsworth, N. R.; Kinghorn, A. D.; Pezzuto, J. M. Unpublished results.
92. Jones, W. P.; Lobo-Echeverri, T.; Mi, Q.; Chai, H.; Lee, D.; Soejarto, D. D.; Cordell, G. A.; Pezzuto, J. M.; Swanson, S. M.; Kinghorn, A. D. J. Pharm. Pharmacol. 2005, 57, 1101-1108.
93. Braca, A.; Armenise, A.; Morelli, I.; Mendez, J.; Mi, Q.; Chai, H. B.; Swanson, S. M.; Kinghorn, A. D.; De Tommasi, N. Planta Med. 2004, 70, 540-550.
94. Rivero-Cruz, J. F.; Lobo-Echeverri, T.; Mi, Q.; Chai, H.-B.; Soejarto, D. D.; Cordell, G. A.; Pezzuto, J. M.; Swanson, S. M.; Kinghorn, A. D. Unpublished results.
95. Kim, N.-C.; Seo, E.-K.; Mi, Q.; Navarro, H.; Burgess, J. P.; Mukherjee, R.; Tan, G. T.; Farnsworth, N. R.; Pezzuto, J. M.; Kinghorn, A. D.; Wani, M. C.; Wall, M. E. Unpublished results.
96. Roux, D.; Hadi, H. A.; Thoret, S.; Guenard, D.; Thoison, O.; Pais, M.; Sevenet, T. J. Nat. Prod. 2000, 63, 1070-6.