ВПЛИВ ЛЕКТИНУ БАКТЕРІАЛЬНОГО ПОХОДЖЕННЯ НА КЛЮЧОВІ ЛАНКИ ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ АКТИВНОСТІ МАКРОФАГІВ МИШЕЙ З КАРЦИНОМОЮ ЕРЛІХА

Автор(и)

  • А.В. Чумак Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького
  • Н.І Федосова Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького
  • В.М. Щербіна Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького
  • Н.Л. Черемшенко Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького
  • О.М. Караман Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького
  • В.Ф. Чехун Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького

DOI:

https://doi.org/10.32471/exp-oncology.2312-8852.vol-43-no-3.16537

Ключові слова:

перитонеальні макрофаги, M1 та M2 поляризація, лектин B. subtilis IMV B-77, функціональний стан, транскрипційні фактори, карцинома Ерліха.

Анотація

Резюме. Стан питання: Дослідження останніх років демонструють перспективність використання різних напрямків імунотерапії в лікуванні онкологічних хворих. Одними з перспективних мішеней для імунотерапії є макрофаги (Мф). Тривають пошуки можливих агентів для активації та підтримання прозапальних властивостей цих клітин на тлі пухлинного процесу. Мета: дослідити зміни функціональної активності макрофагів мишей з карциномою Ерліха за рівнем співвідношення оксиду азоту (NO)/аргіназної активності (Arg), IRF4/IRF5 та STAT1/STAT6 при дії лектину В. subtilis ІМВ В-7724. Матеріали та методи: У дослідженні використовували мишей-самиць Balb/c з карциномою Ерліха. З 2-го дня після прищеплення пухлини частині тварин вводили лектин В. subtilis ІМВ В-7724 (0,02 мг/мишу) протягом 10 днів. На 14-, 21- та 28-й день після перещеплення пухлини виділяли перитонеальні Мф та досліджували їх функціональний стан (продукцію NO та аргіназну активність (Arg), цитотоксичну активність). На 21- та 28-й день після транс­плантації пухлини в Мф оцінювали рівні експресії мРНК транскрипційних факторів STAT-1, STAT-6, IRF5, IRF4. Результати: За умови застосування бактеріального лектину на віддалені терміни росту пухлини (21-, 28- доби) показники, що характеризують функціональний стан Мф (рівень співвідношення NO/Arg, індекс цитотоксичної активності) зберігалися на рівні інтактних мишей та достовірно (p < 0.05) перевищували показники тварин, яким не вводили лектин. Аналіз рівнів експресії мРНК транскрипційних факторів у цих тварин показав значне збільшення (p < 0.05) показника співвідношення STAT1/STAT6 на 21-шу та IRF5/IRF4 — на 28-му доби росту пухлини порівняно з таким у мишей, яким не вводили лектин. Наведені дані свідчать про збереження поляризації перитонеальних Мф у мишей з пухлинами, які отримували лектин, в напрямку М1-типу. Висновки: Введення мишам з карциномою Ерліха лектину B. subtilis IMV B-7724 призводило до превалювання на віддалених термінах пухлинного росту Мф, які проявляють функціональні властивості М1-типу. У процесі поляризації Мф під впливом досліджуваного лектину задіяні транскрипційні фактори сигнальних шляхів STAT та IRF.

Посилання

Kovaleva OV, Mikhailenko DS, Alekseev BYa, Grachev AN. The role of tumor-associated macrophages in the pathogenesis of renal cell carcinoma 2017; 1: 20–6 (in Russian). https://doi.org/10.17 650 / 1726-9776-2017-13-1-20-26.

Lyamina S.V. Polarization of macrophages in the modern concept of the formation of the immune response. Fundamental’nyye Issledovaniya 2014; 10: 930–5 (in Russian). ISSN 1812-7339.

Jordan M,Waxman DJ. CpG-1826 immunotherapy potentiates chemotherapeutic and anti-tumor immune responses to metronomic cyclophosphamide in a preclinical glioma model. Cancer Lett 2016; 373: 88–96. https://doi.org/10.1016/j.canlet.2015.11.029.

Le Noci V, Tortoreto M, Gulino A, et al. Poly(I:C) and CpG-ODN combined aerosolization to treat lung metastases and counter the immunosuppressive microenvironment. Oncoimmunology 2015; 4: e1040214. https://doi.org/10.1080/2162402X.2015.1040214.

Daei Farshchi Adli A, Jahanban-Esfahlan R, Seidi K, et al. An overview on Vadimezan (DMXAA): The vascular disrupting agent. Chem Biol Drug Des 2018; 91: 996–1006. https://doi.org/10.1111/cbdd.13166.

Kaneda MM, Messer KS, Ralainirina N, et al. PI3Kgamma is a molecular switch that controls immune suppression. Nature 2016; 539: 437–42. https://doi.org/10.1038/nature19834.

Pan Y, Yu Y, Wang X, et al. Tumor-associated macrophages in tumor immunity. Front Immunol 2020; 11: 583084. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.583084.

Fraternale A BS, Magnani M. Polarization and repolarization of macrophages. Clin Cell Immunol 2015; 6: 1–6. https://doi.org/10.4172/2155-9899.1000319.

Chai ZT, Zhu XD, Ao JY, et al. microRNA-26a suppresses recruitment of macrophages by down-regulating macrophage colony-stimulating factor expression through the PI3K/Akt pathway in hepatocellular carcinoma. J Hematol Oncol 2015; 8: 56. https://doi.org/10.1186/s13045-015-0150-4.

Garaci E, Pica F, Sinibaldi-Vallebona P, et al. Thymosin alpha(1) in combination with cytokines and chemotherapy for the treatment of cancer. Int Immunopharmacol 2003; 3: 1145–50. https://doi.org/10.1016/S1567-5769(03)00053-5.

Liu M, Luo F, Ding C, et al. Correction: dectin-1 activation by a natural product beta-glucan converts immunosuppressive macrophages into an m1-like phenotype. J Immunol 2016; 196: 3968. https://doi.org/10.4049/jimmunol.1600345.

Chekhun VF, Didenko GV, Cheremshenko NL, et al. [Strain of bacteria Bacillus subtilis IMB B-7724 — producer of cytotoxic substances with antitumor activity] (Patent UA 131824). Publ. 25.01.2019 (in Ukrainian).

Podgorsky VS. The method for the obtaining bacterial lectin, specific to sialic acids (Patent UA 1791 ). Publ. 23.01.1991. (in Ukrainian).

Kozhemyakin UM, Filonenko MA, Saifetdinova GA. Scientific and Practical Recommendations for Keeping Laboratory Animals and Working with Them. K: Avicenna 2002; 156 p (in Ukrainian).

van de Loosdrecht AA Beelen RH, Ossenkoppele GJ. A tetrazolium-based colorimetric MTT assay to quantitate human monocyte mediated cytotoxicity against leukemic cells from cell lines and patients with acute myeloid leukemia. J Immunol Met 1994; 174: 311–20. https://doi.org/10.1016/0022-1759(94)90034-5.

Reiner NE. Methods in molecular biology. Macrophages and dendritic cells. Methods and protocols. Preface. Methods Mol Biol 2009; 531. https://doi.org/10.1007/978-1-59745-396-7.

Dovgiy RS, Shitikov, DV, Pishel, IN, et al. Functional state and metabolic polarization of splenic macrophages of old immunized mice. Problemy Stareniya Dolgoletiya 2015; 24: 111–9. ISSN 08691703 (in Ukrainian).

Horhold F, Eisel D, Oswald M, et al. Reprogramming of macrophages employing gene regulatory and metabolic network models. PLoS Comput Biol 2020; 16: e1007657. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1007657.

Zhou J, Li Z, Wu T, et al. LncGBP9/miR-34a axis drives macrophages toward a phenotype conducive for spinal cord injury repair via STAT1/STAT6 and SOCS3. J Neuroinflammation 2020; 17: 134. https://doi.org/10.1186/s12974-020-01805-5.

van Dalen FJ, van Stevendaal M, Fennemann FL, et al. Molecular repolarisation of tumour-associated macrophages. Molecules 2018; 24: 9. https://doi.org/10.3390/molecules24010009.

Li D, De S, Li D, et al. Specific detection of interferon regulatory factor 5 (IRF5): A case of antibody inequality. Sci Rep 2016; 6: 31002. https://doi.org/10.1038/srep31002.

Weiss M, Blazek K, Byrne AJ, et al. IRF5 is a specific marker of inflammatory macrophages in vivo. Mediators Inflamm 2013; 2013: 245804. https://doi.org/10.1155/2013/245804.

Almuttaqi H, Udalova IA. Advances and challenges in targeting IRF5, a key regulator of inflammation. FEBS J 2019; 286: 1624–37. https://doi.org/10.1111/febs.14654.

Arora S, Dev K, Agarwal B, et al. Macrophages: Their role, activation and polarization in pulmonary diseases. Immunobiology 2018; 223: 383–96. https://doi.org/10.1016/j.imbio.2017.11.001.

Liu YC, Zou XB, Chai YF, et al. Macrophage polarization in inflammatory diseases. Int J Biol Sci 2014; 10: 520–9. https://doi.org/10.7150/ijbs.8879.

Tugal D, Liao X, Jain MK. Transcriptional control of macrophage polarization. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2013; 33: 1135–44. https://doi.org/10.1161/ATVBAHA.113.301453.

Baghban R, Roshangar L, Jahanban-Esfahlan R, et al. Tumor microenvironment complexity and therapeutic implications at a glance. Cell Commun Signal 2020; 18: 59. https://doi.org/10.1186/s12964-020-0530-4.

Hong IS. Stimulatory versus suppressive effects of GM-CSF on tumor progression in multiple cancer types. Exp Mol Med 2016; 48: e242. https://doi.org/10.1038/emm.2016.64.

Jeannin P, Paolini L, Adam C, et al. The roles of CSFs on the functional polarization of tumor-associated macrophages. FEBS J 2018; 285: 680–99. https://doi.org/10.1111/febs.14343.

Abdolvahab MH, Darvishi B, Zarei M, et al. Interferons: role in cancer therapy. Immunotherapy 2020; 12: 833–55. https://doi.org/10.2217/imt-2019-0217.

Budhwani M, Mazzieri R, Dolcetti R. Plasticity of type I interferon-mediated responses in cancer therapy: from anti-tumor immunity to resistance. Front Oncol 2018; 8: 322. https://doi.org/10.3389/fonc.2018.00322.

Ali S, Mann-Nuttel R, Schulze A, et al. Sources of type I interferons in infectious immunity: plasmacytoid dendritic cells not always in the driver’s seat. Front Immunol 2019; 10: 778. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.00778.

Symchych TV, Fedosova NI, Chumak AV, et al. Functions of tumor-associated macrophages and macrophages residing in remote anatomical niches in Ehrlich carcinoma bearing mice. Exp Oncol 2020; 42: 197–203. https://doi.org/10.32471/exp-oncology.2312-8852.vol-42-no-3.14928.

Podgorskii VS, Kovalenko EA, Karpova IS, et al. [Extracellular lectins from saprophytic strains of bacteria of the genus Bacillus (review)]. Prikl Biokhim Mikrobiol 2014; 50: 256–63 (in Russian). https://doi.org/10.1134/S0003683814030120.

Piaszyk-Borychowska A, Szeles L, Csermely A, et al. Signal integration of IFN-I and IFN-II with TLR4 involves sequential recruitment of STAT1-complexes and NFkappaB to enhance pro-inflammatory transcription. Front Immunol 2019; 10: 1253. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.01253.

Chumak A, Shcherbina V, Fedosova N, Chekhun V. Polarization of macrophages of mice under the influence of lectin from Bacillus subtilis IMV B-7724. EUREKA: Life Sci 2021; 43: 15–20. https://doi.org/10.21303/2504-5695.2021.001878.

##submission.downloads##

Опубліковано

26.05.2023

Як цитувати

Чумак, А., Федосова, Н., Щербіна, В., Черемшенко, Н., Караман, О., & Чехун, В. (2023). ВПЛИВ ЛЕКТИНУ БАКТЕРІАЛЬНОГО ПОХОДЖЕННЯ НА КЛЮЧОВІ ЛАНКИ ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ АКТИВНОСТІ МАКРОФАГІВ МИШЕЙ З КАРЦИНОМОЮ ЕРЛІХА. Експериментальна онкологія, 43(3), 197–203. https://doi.org/10.32471/exp-oncology.2312-8852.vol-43-no-3.16537

Номер

Том 43 № 3 (2021): Експериментальна онкологія

Розділ

Оригінальні внески

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Експериментальна онкологія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.