ДОСЛІДЖЕННЯ IN VIVO ПОТЕНЦІЙНИХ МЕХАНІЗМІВ РЕПОЛЯРИЗАЦІЇ МАКРОФАГІВ НА ТЛІ ПУХЛИННОГО РОСТУ

Автор(и)

  • Н.І. Федосова Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України, Київ 03022, Україна
  • А.В. Чумак Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України, Київ 03022, Україна
  • Н.Л. Черемшенко Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України, Київ 03022, Україна
  • О.М. Караман Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України, Київ 03022, Україна
  • Т.В. Симчич Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України, Київ 03022, Україна
  • І.М. Воєйкова Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України, Київ 03022, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15407/exp-oncology.2024.01.030

Ключові слова:

перитонеальні макрофаги, М1/М2 поляризація, природні кілерні клітини, цитотоксичні лімфоцити, транскрипційні фактори, аденокарцинома Ерліха

Анотація

Мета. Дослідити активність ефекторів протипухлинного імунітету та проаналізувати можливі механізми зміни напрямку М1/М2 поляризації перитонеальних макрофагів (Мф) у мишей лінії Balb/c в динаміці модельного пухлинного процесу за умови впливу лектину B. subtilis ІМВ В­7724. Матеріали та методи. Дослідження прове­дено на мишах лінії Balb/c; в якості експериментальної модельної пухлини використана аденокарцинома Ерліха (АКЕ). Лектин вводили мишам з пухлинами в разовій дозі 1 мг/кг ваги, 10 введень. Імунологічні дослідження проводили на 21 та 28 доби росту пухлини. Визначали параметри функціональної активності перитонеальних Мф, природних клітин-кілерів (ПКК), цитотоксичних Т­лімфоцитів (ЦТЛ), а також вміст цитокінів (IFN­γ, IL­4) у сироватці крові. Оцінювали рівень експресії мРНК транскрипційних факторів STAT­1, STAT­6, IRF5, IRF4 в Мф. Результати. Введення лектину B. subtilis IMВ B­7724 мишам із солідною АКЕ сприяло збереженню вихідного функціонального стану перитонеальних Мф М1 протягом усього періоду експерименту. Застосування бактеріального лектину забезпечувало також збереження цитотоксичної активності CD8+ T­лімфоцитів та суттєве (p < 0,05) збільшення активності ПКК (порівняно з інтактними тваринами у 2,7 раза, а мишами з АКЕ, яким не вводили лектин, — у 12,9 раза). Відмічали сильну позитивну кореляцію між показниками функціональ­ ної активності Мф та ЦТЛ мишей з пухлинами та показниками протипухлинної ефективності бактеріального лектину. Про можливість опосередкованого шляху активації Мф свідчить виявлена сильна позитивна кореляція між рівнем співвідношення NO/Arg (яке характеризує напрямок поляризації Мф) та цитотоксичною активністю ЦТЛ, ПКК, експресією STAT1/STAT6 (21 доба) та IRF5/IRF4 (28 доба). Висновок. У мишей з АКЕ реполяризація перитонеальних Мф у напрямку М1 може відбуватися не лише за рахунок прямої дії бактеріального лектину на клітинні рецептори, а також під впливом факторів інших клітин­ефекторів протипухлинного імунітету (ПКК, Т­лімфоцити). У процес поляризації Мф М1 залучені транскрипційні фактори сигнальних шляхів STAT та IRF.

Посилання

Strizova Z, Benesova I, Bartolini R, et al. M1/M2 macrophages and their overlaps – myth or reality? Clin Sci (Lond). 2023;137(15):1067-1093. https://doi.org/10.1042/CS20220531

Martinez FO, Gordon S. The M1 and M2 paradigm of macrophage activation: time for reassessment. F1000Prime Rep. 2014;6:13. https://doi.org/10.12703/P6-13

Mantovani A, Allavena P, Marchesi F, Garlanda C. Macrophages as tools and targets in cancer therapy. Nat Rev Drug Discov. 2022;21(11):799-820. https://doi.org/10.1038/s41573-022-00520-5

Lu Y, Han G, Zhang Y, et al. M2 macrophage-secreted exosomes promote metastasis and increase vascular permeability in hepatocellular carcinoma. Cell Commun Signal. 2023;21(1):299. https://doi.org/10.1186/s12964-022-00872-w

Tzeng HT, Chyuan IT, Lai JH. Targeting the JAK-STAT pathway in autoimmune diseases and cancers: A focus on molecular mechanisms and therapeutic potential. Biochem Pharmacol. 2021;193:114760. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2021.114760

Almuttaqi H, Udalova IA. Advances and challenges in targeting IRF5, a key regulator of inflammation. FEBS J. 2019;286(9):1624-1637. https://doi.org/10.1111/febs.14654

Chen X, Tang J, Shuai W, et al. Macrophage polarization and its role in the pathogenesis of acute lung injury/acute respiratory distress syndrome. Inflamm Res. 2020;69(9):883-895. https://doi.org/10.1007/s00011-020-01378-2

Chen S, Saeed AFUH, Liu Q, et al. Macrophages in immunoregulation and therapeutics. Signal Transduct Target Ther. 2023;8(1):207. https://doi.org/10.1038/s41392-023-01452-1

Abdelaziz MH, Abdelwahab SF, Wan J, et al. Alternatively activated macrophages; a double-edged sword in allergic asthma. J Transl Med. 2020;18(1):58. https://doi.org/10.1186/s12967-020-02251-w

Filipek A, Mikołajczyk TP, Guzik TJ, Naruszewicz M. Oleacein and foam cell formation in human monocyte-derived macrophages: a potential strategy against early and advanced atherosclerotic lesions. Pharmaceuticals (Basel). 2020;13(4):64. https://doi.org/10.3390/ph13040064

Wang Y, Wang D, Yang L, Zhang Y. Metabolic reprogramming in the immunosuppression of tumor-associated macrophages. Chin Med J (Engl). 2022;135(20):2405-2416. https://doi.org/10.1097/CM9.0000000000002426

Crezee T, Rabold K, de Jong L, et al. Metabolic programming of tumor associated macrophages in the context of cancer treatment. Ann Transl Med. 2020;8(16):1028. https://doi.org/10.21037/atm-20-1114

Hörhold F, Eisel D, Oswald M, et al. Reprogramming of macrophages employing gene regulatory and metabolic network models. PLoS Comput Biol. 2020;16(2):e1007657. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1007657

Chumak A, Shcherbina V, Fedosova N, et al. Polarization of macrophages of mice under the influence of lectin from Bacillus Subtilis IMB B-7724 EUREKA: Life Sci. 2021;(3):3-10. https://doi.org/10.21303/2504-5695.2021.001878

Chumak AV, Fedosova NI, Shcherbina VM, et al. Influence of bacterial lectin on key regulatory links of functional activity of macrophages in mice with Ehrlich carcinoma. Exp Oncol. 2021;43(3):197-203. https://doi.org/10.32471/exp-oncology.2312-8852.vol-43-no-3.16537

European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and other Scientific Purposes ETS 123. Protection of Vertebrate Animals, 18.III.1986. 48. https://norecopa.no/media/2iydns5h/ets-123-original.pdf

Fedosova NI, Cheremshenko NL, Hetman KI, et al. Physicochemical and cytotoxicity properties of Bacillus subtilis ІМV В-7724 extracellular lectin. Mikrobiol Z. 2021;83:39-48. https://doi.org/10.15407/microbiolj83.01.039

Stefanov OV. Doklinichni doslidzhennya likarskykh zasobiv [Preclinical studies of drugs] Kyiv: Avitsena; 2001 (in Ukrainian).

Van de Loosdrecht AA, Beelen RH, Ossenkoppele GJ, et al. 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 Methods. 1994;174:311-320.

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

Corraliza IM, Campo ML, Soler G, et al. Determination of arginase activity in macrophages: amicromethod. J Immunol Methods. 1994;174:231-235. https://doi.org/10.1016/0022-1759(94)90027-2

Ullrich KA, Schulze LL, Paap EM, et al. Immunology of IL-12: An update on functional activities and implications for disease. EXCLI J. 2020;19:1563-1589. https://doi.org/10.17179/excli2020-3104

Beizavi Z, Zohouri M, Asadipour M, Ghaderi A. IL-27, a pleiotropic cytokine for fine-tuning the immune response in cancer. Int Rev Immunol. 2021;40(5):319-329. https://doi.org/10.1080/08830185.2020.1840565

Powell MD, Read KA, Sreekumar BK, et al. IL-12 signaling drives the differentiation and function of a TH1-derived TFH1-like cell population. Sci Rep. 2019;9(1):13991. https://doi.org/10.1038/s41598-019-50614-1

Kowal J, Kornete M, Joyce JA. Re-education of macrophages as a therapeutic strategy in cancer. Immunotherapy. 2019;11(8):677-689. https://doi.org/10.2217/imt-2018-0156

Kadomoto S, Izumi K, Mizokami A. Macrophage polarity and disease control. Int J Mol Sci. 2021;23(1):144. https://doi.org/10.3390/ijms23010144

Li M, Li M, Yang Y, et al. Remodeling tumor immune microenvironment via targeted blockade of PI3K-γ and CSF-1/CSF-1R pathways in tumor associated macrophages for pancreatic cancer therapy. J Control Release. 2020;321:23-35. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2020.02.011

##submission.downloads##

Опубліковано

31.05.2024

Як цитувати

Федосова , Н., Чумак, А., Черемшенко, Н., Караман, О., Симчич, Т., & Воєйкова, І. (2024). ДОСЛІДЖЕННЯ IN VIVO ПОТЕНЦІЙНИХ МЕХАНІЗМІВ РЕПОЛЯРИЗАЦІЇ МАКРОФАГІВ НА ТЛІ ПУХЛИННОГО РОСТУ. Експериментальна онкологія, 46(1), 30–37. https://doi.org/10.15407/exp-oncology.2024.01.030

Номер

Том 46 № 1 (2024): Експериментальна онкологія

Розділ

Оригінальні внески

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Експериментальна онкологія

Creative Commons License

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