RU2620165C2 - Method for tumour cell death induction - Google Patents

Method for tumour cell death induction Download PDF

Info

Publication number
RU2620165C2
RU2620165C2 RU2015136918A RU2015136918A RU2620165C2 RU 2620165 C2 RU2620165 C2 RU 2620165C2 RU 2015136918 A RU2015136918 A RU 2015136918A RU 2015136918 A RU2015136918 A RU 2015136918A RU 2620165 C2 RU2620165 C2 RU 2620165C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
trail
cells
cell
receptors
death
Prior art date
Application number
RU2015136918A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015136918A (en
Inventor
Марине Эдуардовна Гаспарян
Максим Леонидович Бычков
Анна Валерьевна Яголович
Дмитрий Александрович Долгих
Дмитрий Николаевич Ахаев
Михаил Петрович Кирпичников
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ)
Priority to RU2015136918A priority Critical patent/RU2620165C2/en
Publication of RU2015136918A publication Critical patent/RU2015136918A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2620165C2 publication Critical patent/RU2620165C2/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/7028Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages
    • A61K31/7034Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages attached to a carbocyclic compound, e.g. phloridzin
    • A61K31/704Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages attached to a carbocyclic compound, e.g. phloridzin attached to a condensed carbocyclic ring system, e.g. sennosides, thiocolchicosides, escin, daunorubicin
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/19Cytokines; Lymphokines; Interferons

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: to induce tumour cell death in an experiment, HCT116, Jurkat, U937 lines tumour cells are simultaneously subjected to a combined treatment with recombinant DR5-B preparation and 0.1 nM of bortezomib. At that, DR5-B used in a concentration at which the half-maximal effective concentration of DR5-B is 0.330.08± ng/ml for HCT116 cell line, 0.060.01± ng/ml for Jurkat cell line, and± 0.090.02 ng/ml for U937 line.
EFFECT: overcoming of tumour cell lines resistance to TRAIL DR5-B in an experiment.
2 cl, 6 dwg, 5 tbl, 3 ex

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области клеточной и молекулярной биологии, конкретно к преодолению устойчивости опухолевых линий клеток человека к цитокину TRAIL с помощью DR5-специфического варианта TRAIL человека. Способ может быть использован как перспективная стратегия лечения злокачественных неоплазий и в качестве средства для исследования механизмов устойчивости клеток опухолевых линий различного происхождения к цитокину TRAIL.The invention relates to the field of cell and molecular biology, and specifically to overcoming the resistance of human cell tumor lines to the TRAIL cytokine using the DR5-specific variant of human TRAIL. The method can be used as a promising strategy for the treatment of malignant neoplasia and as a means to study the mechanisms of resistance of tumor cell lines of various origins to the TRAIL cytokine.

Уровень техникиState of the art

Цитокин TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing ligand, Apo2L, TNFSF10) является одним из членов семейства фактора некроза опухоли TNF (tumor necrosis factor). Как и другие члены семейства TNF, TRAIL играет важную роль в наблюдении за опухолями, антивирусном ответе и участвует в подавлении аутоиммунных заболеваний.Cytokine TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing ligand, Apo2L, TNFSF10) is one of the members of the family of tumor necrosis factor TNF (tumor necrosis factor). Like other members of the TNF family, TRAIL plays an important role in the observation of tumors, the antiviral response, and is involved in the suppression of autoimmune diseases.

Однако главным отличительным свойством TRAIL является то, что этот цитокин способен селективно вызывать апоптоз по внешнему, рецептор-зависимому механизму, в злокачественно трансформированных клетках без проявления цитотоксичности по отношению к нормальным клеткам.However, the main distinguishing feature of TRAIL is that this cytokine is capable of selectively inducing apoptosis by an external, receptor-dependent mechanism in malignantly transformed cells without cytotoxicity towards normal cells.

TRAIL проявляет апоптотическую активность в трехмерной форме, мономером данного цитокина является трансмембранный белок II типа, состоящий из 281 аминокислотного остатка. Внеклеточный домен TRAIL (аминокислоты с 114 по 281) в организме человека может быть отщеплен металлопротеазой 7 с сохранением апоптоз-индуцирующей активности.TRAIL exhibits apoptotic activity in three-dimensional form, the monomer of this cytokine is a type II transmembrane protein, consisting of 281 amino acid residues. The extracellular domain of TRAIL (amino acids 114 to 281) in the human body can be cleaved by metalloprotease 7 while maintaining apoptosis-inducing activity.

Рекомбинантные препараты внеклеточного домена TRAIL с нативной вторичной структурой, без аффинных последовательностей и N-концевых аминокислот, индуцируют апоптоз в широком спектре линий опухолевых клеток и первичных опухолях, не вызывая гибели нормальных клеточных линий и первичных тканей. Рекомбинантные препараты TRAIL показали высокую противоопухолевую эффективность в экспериментах на мышах с привитыми человеческими опухолями. Селективность апоптоз-индуцирующей активности подтверждается в клинических исследованиях.Recombinant preparations of the extracellular domain of TRAIL with a native secondary structure, without affinity sequences and N-terminal amino acids, induce apoptosis in a wide range of tumor cell lines and primary tumors without causing the death of normal cell lines and primary tissues. Recombinant drugs TRAIL showed high antitumor efficacy in experiments on mice with inoculated human tumors. The selectivity of apoptosis-inducing activity is confirmed in clinical studies.

TRAIL имеет 5 рецепторов: мембранные DR4, DR5, DcR1, DcR2 и растворимый остеопротегерин (OPG). Рецепторы DR4 и DR5 (рецепторы смерти, англ. death receptors) способны проводить сигнал апоптоза в опухолевую клетку. Рецепторы DcR1 и DcR2 (так называемые рецепторы-ловушки, англ decoy receptors) конкурируют с рецепторами смерти за связывание с TRAIL либо активируют в клетке антиапоптотические механизмы. Именно взаимодействие TRAIL с рецепторами-ловушками является одной из причин устойчивости опухолевых клеток к цитокину. Остеопротегерин (OPG) является растворимым рецептором-ловушкой TRAIL, активирующим белок NF-kB (RANKL), и способен взаимодействовать с молекулами лиганда в растворе. OPG скорее играет роль в подавлении остеокластогенеза, но не в регуляции TRAIL-опосредованного апоптоза, так как взаимодействие TRAIL-OPG при физиологических условиях достаточно слабо [Almasan A, Ashkenazi A. Apo2L/TRAIL: apoptosis signaling, biology, and potential for cancer therapy // Cytokine Growth Factor Rev. 2005. Vol. 14, pp. 337-348].TRAIL has 5 receptors: membrane DR4, DR5, DcR1, DcR2 and soluble osteoprotegerin (OPG). Receptors DR4 and DR5 (death receptors) are capable of signaling apoptosis to a tumor cell. DcR1 and DcR2 receptors (the so-called trap receptors, English decoy receptors) compete with death receptors for binding to TRAIL or activate anti-apoptotic mechanisms in the cell. It is the interaction of TRAIL with trap receptors that is one of the reasons for the resistance of tumor cells to a cytokine. Osteoprotegerin (OPG) is a soluble TRAIL trap receptor that activates the NF-kB protein (RANKL) and is able to interact with ligand molecules in solution. OPG rather plays a role in suppressing osteoclastogenesis, but not in regulating TRAIL-mediated apoptosis, since the interaction of TRAIL-OPG under physiological conditions is rather weak [Almasan A, Ashkenazi A. Apo2L / TRAIL: apoptosis signaling, biology, and potential for cancer therapy / / Cytokine Growth Factor Rev. 2005. Vol. 14, pp. 337-348].

Исследования биологической активности TRAIL показали, что примерно половина опухолевых клеточных линий человека и первичных опухолей нечувствительна к TRAIL [Ashkenazi A, Pai RC, Fong S, Leung S, Lawrence DA et al. Safety and antitumor activity of recombinant soluble Apo2 ligand // J. Clin. Invest. 1999. Vol. 104, pp. 155-162]. К сегодняшнему дню разработано множество способов преодоления устойчивости опухолевых линий к рекомбинантным препаратам TRAIL дикого типа за счет комбинированной обработки клеточных линий препаратами TRAIL и химиотерапевтическими реагентами [Sayers TJ, Murphy WJ. Combining proteasome inhibition with TNF-related apoptosis-inducing ligand (Apo2L/TRAIL) for cancer therapy // Cancer Immunol. Immunother. 2006. Vol. 55, pp. 76-84., Shenoy K, Wu Y, Pervaiz S. LY303511 enhances TRAIL sensitivity of SHEP-1 neuroblastoma cells via hydrogen peroxide-mediated mitogen-activated protein kinase activation and up-regulation of death receptors // Cancer Res. 2009. Vol. 69, pp. 1941-1950 и др.]. Однако дикий тип TRAIL связывается и с рецепторами смерти, и с рецепторами-ловушками с примерно одинаковой аффинностью, что может снизить эффективность индукции апоптоза цитокином.Studies of the biological activity of TRAIL have shown that approximately half of human tumor cell lines and primary tumors are insensitive to TRAIL [Ashkenazi A, Pai RC, Fong S, Leung S, Lawrence DA et al. Safety and antitumor activity of recombinant soluble Apo2 ligand // J. Clin. Invest. 1999. Vol. 104, pp. 155-162]. To date, many methods have been developed to overcome the resistance of tumor lines to wild-type recombinant TRAILs by combining cell lines with TRAILs and chemotherapeutic reagents [Sayers TJ, Murphy WJ. Combining proteasome inhibition with TNF-related apoptosis-inducing ligand (Apo2L / TRAIL) for cancer therapy // Cancer Immunol. Immunother. 2006. Vol. 55, pp. 76-84., Shenoy K, Wu Y, Pervaiz S. LY303511 enhances TRAIL sensitivity of SHEP-1 neuroblastoma cells via hydrogen peroxide-mediated mitogen-activated protein kinase activation and up-regulation of death receptors // Cancer Res. 2009. Vol. 69, pp. 1941-1950 and others.]. However, the wild type TRAIL binds to both death receptors and trap receptors with approximately the same affinity, which can reduce the efficiency of cytopokine induction of apoptosis.

Ранее было показано, что апоптоз-индуцирующий сигнал во многих опухолевых клетках проводится в основном за счет взаимодействия TRAIL преимущественно с одним из рецепторов смерти. В большинстве типов опухолей, особенно солидных, проведение апоптотического сигнала осуществляется в основном при взаимодействии TRAIL с рецептором смерти DR5. В связи с этим, для преодоления устойчивости клеточных линий к TRAIL, наибольший интерес представляет увеличение специфичности TRAIL по отношению к рецептору DR5.It was previously shown that apoptosis-inducing signal in many tumor cells is mainly due to the interaction of TRAIL mainly with one of the death receptors. In most types of tumors, especially solid ones, the apoptotic signal is carried out mainly when TRAIL interacts with the DR5 death receptor. In this regard, to overcome the resistance of cell lines to TRAIL, the increase in the specificity of TRAIL with respect to the DR5 receptor is of greatest interest.

Были разработаны несколько агонистических антител к рецептору DR5 и рекомбинантных мутантных вариантов TRAIL, с повышенной специфичностью к DR5 рецептору. Однако агонистические антитела к рецептору DR5 имеют ряд существенных недостатков: отсутствие тримеризации, необходимость использования дополнительных сшивающих агентов для проявления апоптотической активности и большая себестоимость наработки. Поэтому использование DR5-специфических мутантных вариантов имеет большую перспективу в качестве стратегии для преодоления устойчивости опухолевых клеток к TRAIL.Several agonist antibodies to the DR5 receptor and recombinant mutant variants of TRAIL have been developed, with increased specificity for the DR5 receptor. However, agonistic antibodies to the DR5 receptor have a number of significant drawbacks: the lack of trimerization, the need to use additional crosslinking agents for the manifestation of apoptotic activity, and the high cost of production. Therefore, the use of DR5-specific mutant variants has great promise as a strategy for overcoming the resistance of tumor cells to TRAIL.

К сегодняшнему дню получено несколько DR5-специфических мутантных вариантов TRAIL: DR5-8, D269H, rhTRAIL-DR5, DR5-A и DR5-B. Аминокислотные замены в них приведены в таблице 1.To date, several DR5-specific mutant variants of TRAIL have been obtained: DR5-8, D269H, rhTRAIL-DR5, DR5-A and DR5-B. Amino acid substitutions in them are shown in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Для рецептор-селективного варианта TRAIL rhTRAIL-DR5 также предложена стратегия усиления апоптоз-индуцирующей активности в клетках карциномы яичника с помощью микромолярных концентраций цисплатина [Duiker EW, de Vries EG, Mahalingam D, Meersma GJ, Boersma-van Ek W et al. Enhanced antitumor efficacy of a DR5-specific TRAIL variant over recombinant human TRAIL in a bioluminescent ovarian cancer xenograft model // Clin. Cancer Res. 2009. Vol. 15, pp. 2048-2057]. Но все существующие на данный момент DR5-селективные варианты TRAIL, кроме DR5-B, взаимодействуют либо с рецептором DR4 (D269H), либо с DcR2 (DR5-8), причем аффинность этих вариантов TRAIL к рецепторам, хоть и снижена в разы, но довольно высока (см. таблицу 2 из Gasparian ME, Chernyak BV, Dolgikh DA, Yagolovich AV, Popova EN et al. (2009). Generation of new TRAIL mutants DR5A and DR5B with improved selectivity to death receptor 5 // Apoptosis. 2009. Vol. 14, pp. 778-787).A strategy for enhancing apoptosis-inducing activity in ovarian carcinoma cells with micromolar concentrations of cisplatin [Duiker EW, de Vries EG, Mahalingam D, Meersma GJ, Boersma-van Ek W et al. Has also been proposed for the receptor-selective variant of TRAIL rhTRAIL-DR5. Enhanced antitumor efficacy of a DR5-specific TRAIL variant over recombinant human TRAIL in a bioluminescent ovarian cancer xenograft model // Clin. Cancer Res. 2009. Vol. 15, pp. 2048-2057]. But all currently existing DR5-selective TRAIL variants, except DR5-B, interact either with the DR4 receptor (D269H) or with DcR2 (DR5-8), and the affinity of these TRAIL variants for receptors, although it is significantly reduced, quite high (see Table 2 from Gasparian ME, Chernyak BV, Dolgikh DA, Yagolovich AV, Popova EN et al. (2009). Generation of new TRAIL mutants DR5A and DR5B with improved selectivity to death receptor 5 // Apoptosis. 2009. Vol. 14, pp. 778-787).

Figure 00000002
Figure 00000002

DR5-специфический мутантный вариант TRAIL DR5-B уникален тем, что не связывается с рецептором смерти DR4 и рецептором-ловушкой DcR1 и тем, что его аффинность к рецепторам DcR2 и OPG снижена по сравнению с таковой у других вариантов TRAIL не в разы, а более чем в 280 и 223 раза соответственно (см. таблицу 2). Ранее был запатентован способ получения рекомбинантного препарата DR5-специфического мутантного варианта цитокина TRAIL DR5-B [патент RU №2405038 от 27.11.2010 г.].The DR5-specific mutant variant of TRAIL DR5-B is unique in that it does not bind to the death receptor DR4 and receptor trap DcR1 and the fact that its affinity for DcR2 and OPG receptors is reduced by several times more than in other TRAIL variants than 280 and 223 times, respectively (see table 2). Previously, a method for producing a recombinant preparation of a DR5-specific mutant variant of the TRAIL DR5-B cytokine [patent RU No. 2404038 of 11/27/2010] was patented.

Было показано, что DR5-B обладает большей активностью, чем TRAIL дикого типа на DR5-зависимой TRAIL-чувствительной линии Т-клеточной лейкемии Jurkat. Кроме того, противоопухолевая активность рекомбинантного препарата DR5-B на TRAIL-устойчивых линиях клеток HeLa и U937 была также хорошо выражена. Чувствительность клеток к DR5-B могла быть увеличена при одновременной обработке клеток химиотерапевтическими реагентами. Более того, показано, что многие химиотерапевтические агенты вызывают увеличение экспрессии рецептора смерти DR5 на поверхности опухолевых клеток. Таким образом, DR5-B может быть использован при преодолении устойчивости к TRAIL не только DR5, но и изначально DR4-чувствительных клеток.DR5-B has been shown to be more potent than wild-type TRAIL on the DR5-dependent TRAIL-sensitive Jurkat T cell leukemia line. In addition, the antitumor activity of the recombinant drug DR5-B on TRAIL-resistant cell lines HeLa and U937 was also well expressed. The sensitivity of cells to DR5-B could be increased while treating the cells with chemotherapeutic reagents. Moreover, it has been shown that many chemotherapeutic agents cause an increase in the expression of the DR5 death receptor on the surface of tumor cells. Thus, DR5-B can be used to overcome the resistance to TRAIL not only of DR5, but also of initially DR4-sensitive cells.

Наиболее близким к заявляемому является способ обработки опухолевых клеток линий Jurkat, НСТ116, А549, U937, НТ29 и MCF-7 препаратом DR5-B и химиотерапевтическими реагентами доксорубицином, паклитакселом и бортезомибом в количестве 1-100 нМ для преодоления устойчивости опухолевых клеток к цитокину TRAIL дикого типа (BYCHKOV М. Et al., 2013).Closest to the claimed is a method of treating tumor cells of the lines Jurkat, HCT116, A549, U937, HT29 and MCF-7 with DR5-B and chemotherapeutic reagents doxorubicin, paclitaxel and bortezomib in an amount of 1-100 nM to overcome the resistance of tumor cells to TRAIL wild cytokine type (BYCHKOV M. Et al., 2013).

Однако остается актуальным поиск эффективных количеств химиотерапевтических препаратов, использующихся для индукции гибели опухолевых клеток, которые при сохранении противоопухолевой активности оказывали бы минимальное токсическое действие на нормальные ткани организма.However, it remains relevant to search for effective amounts of chemotherapeutic drugs used to induce the death of tumor cells, which, while maintaining antitumor activity, would have minimal toxic effect on normal body tissues.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Заявленное изобретение решает задачу индукции гибели опухолевых клеток, а именно к способу преодоления резистентности опухолевых клеток к цитокину TRAIL дикого типа за счет комбинирования двух подходов: индукции в опухолевых клетках апоптоза при активации DR5 рецептора с помощью рекомбинантного препарата DR5-B, и усиления апоптотической активности рекомбинантного препарата DR5-B с помощью химиотерапевтических реагентов.The claimed invention solves the problem of inducing the death of tumor cells, namely, to a method of overcoming the resistance of tumor cells to wild-type TRAIL cytokine by combining two approaches: inducing apoptosis in tumor cells upon activation of the DR5 receptor using the recombinant drug DR5-B, and enhancing the apoptotic activity of the recombinant DR5-B with chemotherapeutic agents.

Задача преодоления резистентности опухолевых линий к TRAIL решается за счет индукции DR5-опосредованного апоптоза при одновременной комбинированной обработке опухолевых клеток линий НСТ116, Jurkat, U937 в эксперименте рекомбинантным препаратом DR5-B и бортезомибом в количестве 0,1 нМ.The task of overcoming the resistance of tumor lines to TRAIL is achieved by inducing DR5-mediated apoptosis while simultaneously treating tumor cells of the HCT116, Jurkat, U937 lines in an experiment with recombinant DR5-B and bortezomib in an amount of 0.1 nM.

Предпочтительно использовать DR5-B в концентрации, при которой полумаксимальная эффективная концентрация препарата DR5-B составляет 0,33±0,08 нг/мл для линии клеток НСТ116, 0,06±0,01 нг/мл для линии клеток Jurkat и 0,09±0,02 нг/мл для линии U937.It is preferable to use DR5-B at a concentration at which the half-maximum effective concentration of DR5-B is 0.33 ± 0.08 ng / ml for the HCT116 cell line, 0.06 ± 0.01 ng / ml for the Jurkat cell line and 0, 09 ± 0.02 ng / ml for the U937 line.

Изобретение тестировалось на 12 линиях опухолевых клеток: аденокарциномы легкого А549, Т-лимфобластной лейкемии Jurkat, гепатоклеточной карциномы HepG2, колоректальных карцином НТ29 и НСТ116, аденокарцином молочной железы MCF-7, MDA-MB-231 и SKBR-3, моноцитарной лейкемии U937, глиобластомы U251 MG, карциномы простаты Du145, а также аденокарциномы яичника SKOV3. Токсичность рекомбинантного препарата DR5-B проверяли на клетках эндотелия пупочной вены человека (HUVEC) и фибробластах крайней плоти (HFF). Клетки А549, Du145, НСТ116, MDA-MB-231, U251 MG, культивировали в питательной среде DMEM с добавлением 10% (по объему) эмбриональной бычьей сыворотки и 2 мМ глутамина. Клетки SKBR-3 и SKOV3 культивировали в среде McCoy 5А с добавлением 10% (по объему) эмбриональной бычьей сыворотки. Опухолевые линии Jurkat, HepG2, НТ29 и U937 культивировали в среде RPMI1640 с добавлением 5% эмбриональной бычьей сыворотки. Для культивации клеток HepG2 к среде RPMI1640 добавляли аминокислоты. Линию карциномы молочной железы MCF-7 культивировали в среде ЕМЕМ с добавлением 10 мкг/мл рекомбинантного человеческого инсулина и 10% (по объему) эмбриональной бычьей сыворотки. Нормальные фибробласты крайней плоти (HFF) культивировали в среде DMEM с добавлением 10% (по объему) эмбриональной бычьей сыворотки. Клетки эндотелия HUVEC культивировали в среде DMEM/F12 с добавлением 15% эмбриональной бычьей сыворотки, 5 нг/мл рекомбинантного основного фактора роста фибробластов (FGF-2) человека, 20 нг/мл рекомбинантного фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) человека, 1% аминокислот, 2 мМ L-глутамина, 50 ЕД/мл пенициллина и 50 нг/мл стрептомицина. Все клеточные линии культивировали в культуральных флаконах объемом 75 мл3 (для суспензионных линий клеток Jurkat и U937 использовали необработанные флаконы, для адгезионных клеточных линий - обработанные культуральные флаконы).The invention was tested on 12 lines of tumor cells: A549 lung adenocarcinoma, Jurkat T-lymphoblastic leukemia, HepG2 hepatocellular carcinoma, HT29 and HCT116 colorectal carcinoma, MCF-7 breast adenocarcinoma, MDA-MB-231 and SKBR-3 leukemia monocytes, monocytes U251 MG, Du145 prostate carcinomas, and SKOV3 ovarian adenocarcinomas. The toxicity of the recombinant drug DR5-B was tested on human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) and foreskin fibroblasts (HFF). A549, Du145, HCT116, MDA-MB-231, U251 MG cells were cultured in DMEM supplemented with 10% (by volume) fetal bovine serum and 2 mM glutamine. SKBR-3 and SKOV3 cells were cultured in McCoy 5A supplemented with 10% (v / v) fetal bovine serum. Jurkat, HepG2, HT29, and U937 tumor lines were cultured in RPMI1640 medium supplemented with 5% fetal bovine serum. To cultivate HepG2 cells, amino acids were added to RPMI1640 medium. The MCF-7 breast carcinoma line was cultured in EMEM supplemented with 10 μg / ml recombinant human insulin and 10% (v / v) fetal bovine serum. Normal prepuce fibroblasts (HFFs) were cultured in DMEM supplemented with 10% (v / v) fetal bovine serum. HUVEC endothelial cells were cultured in DMEM / F12 supplemented with 15% fetal bovine serum, 5 ng / ml recombinant human primary fibroblast growth factor (FGF-2), 20 ng / ml recombinant human vascular endothelial growth factor (VEGF), 1% amino acids , 2 mM L-glutamine, 50 U / ml penicillin and 50 ng / ml streptomycin. All cell lines were cultured in 75 ml 3 culture vials (untreated vials were used for Jurkat and U937 cell suspension lines, and treated culture vials were used for adhesive cell lines).

Уровень экспрессии рецепторов TRAIL на поверхности опухолевых клеточных линий определяли с помощью проточной цитофлуориметрии. Клетки снимались с культуральных флаконов с помощью 0,05% раствора трипсина-ЭДТА, после чего дважды промывались холодным фосфатно-солевым буфером (ФСБ) и перемешивались. Затем клетки разливали по 5-мл пробиркам (35×103 клеток на одну пробу). К суспензии клеток добавляли FITC-конъюгированные антитела к рецепторам TRAIL - DR4, DR5, DcR1 и DcR2 или антитела изотипического контроля и инкубировали в течение 1 ч при +4°С. Несвязавшиеся антитела дважды отмывали холодным ФСБ, и клетки переносили в FACS-буфер (ФСБ с добавлением 1 мкМ иодида пропидия). Пробы анализировали на проточном цитофлуориметре FACScan («Beckton Dickinson», США). Для анализа полученных данных использовали программу WinMDI 2.9.The expression level of TRAIL receptors on the surface of tumor cell lines was determined using flow cytometry. Cells were removed from the culture vials using a 0.05% trypsin-EDTA solution, then washed twice with cold phosphate-buffered saline (PBS) and mixed. Then the cells were poured into 5-ml tubes (35 × 10 3 cells per sample). FITC conjugated antibodies to TRAIL receptors — DR4, DR5, DcR1, and DcR2 or isotypic control antibodies — were added to the cell suspension and incubated for 1 h at + 4 ° C. Unbound antibodies were washed twice with cold FSB and the cells were transferred to FACS buffer (FSB supplemented with 1 μM propidium iodide). Samples were analyzed on a FACScan flow cytometer (Beckton Dickinson, USA). To analyze the obtained data, we used the WinMDI 2.9 program.

Определяли жизнеспособность клеток с помощью МТТ-теста. За 24 часа до определения жизнеспособности адгезионные клетки адсорбировали в лунки 96 луночного обработанного культурального планшета из расчета 104 клеток на лунку. Затем, клетки отмывали от среды и к ним добавляли разведения рекомбинантных препаратов TRAIL либо DR5-B, а также химиотерапевтических реагентов в соответствующей культуральной среде без содержания эмбриональной бычьей сыворотки. После этого, клетки инкубировали в течение 24 ч. Суспензионные клетки U937 и Jurkat осаждали при 900 об/мин в течение 5 мин, суспендировали в среде без сыворотки и наносили на необработанный культуральный планшет в расчете 5×104 клеток на лунку. К клеткам добавляли препараты TRAIL и химиопрепараты, разбавленные в питательной среде без сыворотки. Спустя 24 ч к клеткам добавляли МТТ (конечная концентрация составляет 0,5 мг/мл) и инкубировали в течение 4 ч. После инкубации, содержимое планшетов осаждали в течение 5 мин при 3000 об/мин. Супернатанты удаляли и растворяли образовавшиеся при восстановлении МТТ кристаллы формазана в ДМСО. Жизнеспособность клеток определяли по оптической плотности содержимого лунок, которую детектировали с помощью планшетного спектрофотометра Bio-Rad 680 («Bio-Rad», США) при длине волны 540 нм с вычитанием фона при 655 нм. Апоптотический характер гибели клеток подтверждали по изучению морфологии клеточных ядер при окрашивании красителями Хехст 33342 и иодидом пропидия. Флуоресцентная микроскопия проводилась с помощью микроскопа Nikon Eclipse T100f.Cell viability was determined using the MTT test. 24 hours before the determination of viability, the adhesion cells were adsorbed into the wells of a 96 well-treated culture plate at a rate of 10 4 cells per well. Then, the cells were washed from the medium and dilutions of recombinant TRAIL or DR5-B preparations, as well as chemotherapeutic reagents in the corresponding culture medium without embryonic bovine serum, were added to them. After that, the cells were incubated for 24 hours. Suspension cells U937 and Jurkat were besieged at 900 rpm for 5 minutes, suspended in serum-free medium and applied to an untreated culture plate at a rate of 5 × 10 4 cells per well. TRAIL preparations and chemotherapeutic agents diluted in serum-free culture medium were added to the cells. After 24 hours, MTT was added to the cells (final concentration 0.5 mg / ml) and incubated for 4 hours. After incubation, the contents of the plates were precipitated for 5 minutes at 3000 rpm. The supernatants were removed and the crystals of formazan formed in DMSO formed during MTT reduction were dissolved. Cell viability was determined by the optical density of the contents of the wells, which were detected using a Bio-Rad 680 plate spectrophotometer (Bio-Rad, USA) at a wavelength of 540 nm with background subtraction at 655 nm. The apoptotic nature of cell death was confirmed by studying the morphology of cell nuclei when stained with Hoechst 33342 dyes and propidium iodide. Fluorescence microscopy was performed using a Nikon Eclipse T100f microscope.

Статистическая обработка данных проводилась с помощью программы Microsoft Office Excel 2013. Все эксперименты повторяли не менее трех раз. Полумаксимальные эффективные концентрации (ЭК50) препаратов TRAIL и DR5-B рассчитывали с помощью программы GraphPad Prism 6.Statistical data processing was performed using Microsoft Office Excel 2013. All experiments were repeated at least three times. The half-maximum effective concentrations (EC 50 ) of the TRAIL and DR5-B preparations were calculated using the GraphPad Prism 6 program.

Техническим результатом заявленного изобретения является разработка нового способа индукции гибели опухолевых клеток. Способ сочетает в себе два подхода: индукцию в опухолевых клетках DR5-опосредованного апоптоза с помощью DR5-специфического мутантного варианта цитокина TRAIL, и увеличение апоптоз-индуцирующей активности DR5-B с помощью химиотерапевтических реагентов. Первый подход позволяет преодолеть устойчивость DR5-зависимых опухолевых линий к TRAIL, а второй подход способствует сенсибилизации DR4-зависимых клеток к DR5-опосредованному апоптозу. Данный способ может быть использован для преодоления устойчивости опухолевых клеточных линий к TRAIL в клеточных и преклинических моделях, а также для изучения механизмов устойчивости клеток к TRAIL.The technical result of the claimed invention is the development of a new method for inducing the death of tumor cells. The method combines two approaches: the induction in tumor cells of DR5-mediated apoptosis using the DR5-specific mutant variant of the TRAIL cytokine, and the increase in the apoptosis-inducing activity of DR5-B using chemotherapeutic reagents. The first approach overcomes the resistance of DR5-dependent tumor lines to TRAIL, and the second approach promotes the sensitization of DR4-dependent cells to DR5-mediated apoptosis. This method can be used to overcome the resistance of tumor cell lines to TRAIL in cell and preclinical models, as well as to study the mechanisms of resistance of cells to TRAIL.

Способ может быть использован как перспективная стратегия лечения злокачественных неоплазий. Перспективность способа заключается в том, что позволяет использовать указанные химиотерапевтические реагенты в сниженных дозировках, что, в свою очередь, приводит к снижению их токсического действия на нормальные клетки и ткани организма и синергическому взаимодействию препаратов при индукции гибели клеток злокачественных неоплазий. В перспективе - для создания комбинированного препарата. Концентрации рекомбинантного препарата DR5-специфического варианта TRAIL DR5-B и химиотерапевтического реагента подбираются в зависимости от типа опухоли, и их соотношение может варьировать в зависимости от чувствительности клеток к препаратам.The method can be used as a promising treatment strategy for malignant neoplasia. The prospects of the method lies in the fact that it allows the use of these chemotherapeutic reagents in reduced dosages, which, in turn, leads to a decrease in their toxic effects on normal cells and body tissues and a synergistic interaction of drugs during the induction of cell death of malignant neoplasias. In the future, to create a combined preparation. The concentrations of the recombinant drug DR5-specific variant of TRAIL DR5-B and the chemotherapeutic reagent are selected depending on the type of tumor, and their ratio may vary depending on the sensitivity of cells to the drugs.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Изобретение иллюстрируют рисунки:The invention is illustrated by the drawings:

Рисунок 1. Экспрессия рецепторов смерти и ловушек TRAIL на поверхности опухолевых клеток. Клетки инкубировали с FITC-конъюгированными антителами к мембранным рецепторам TRAIL и уровень экспрессии рецепторов определяли с помощью проточной цитофлуориметрии. Значения представлены как средние ± среднеквадратичное отклонение (n=3).Figure 1. Expression of death receptors and TRAIL traps on the surface of tumor cells. Cells were incubated with FITC-conjugated antibodies to TRAIL membrane receptors and the level of expression of the receptors was determined using flow cytometry. Values are presented as mean ± standard deviation (n = 3).

Рисунок 2. Цитотоксичность TRAIL и DR5-B на различных опухолевых клетках. Клетки инкубировали с TRAIL или DR5-B в течение 24 часов и жизнеспособность определяли с помощью МТТ теста. Значения представлены как средние ± среднеквадратичное отклонение (n=3).Figure 2. Cytotoxicity of TRAIL and DR5-B on various tumor cells. Cells were incubated with TRAIL or DR5-B for 24 hours and viability was determined using the MTT test. Values are presented as mean ± standard deviation (n = 3).

Рисунок 3. Эффект доксорубицина на TRAIL или DR5-B опосредованную гибель опухолевых клеток. Клетки инкубировали в течение 24 часов с указанными количествами TRAIL или DR5-B и доксорубицином (Jurkat - 0,1 нМ, U937 - 1 нМ, MCF-7, НТ29, НСТ116, SKBR-3, А549 и MDA-MB-231 - 100 нМ, Du145 и SKOV3 - 500 нМ, HepG2 - 1 μM и U251 MG - 2 μМ) и жизнеспособность клеток оценивали с помощью МТТ теста. Значения представлены как средние ± среднеквадратичное отклонение (n=3).Figure 3. Effect of doxorubicin on TRAIL or DR5-B mediated tumor cell death. Cells were incubated for 24 hours with the indicated amounts of TRAIL or DR5-B and doxorubicin (Jurkat - 0.1 nM, U937 - 1 nM, MCF-7, HT29, HCT116, SKBR-3, A549 and MDA-MB-231 - 100 nM, Du145 and SKOV3 - 500 nM, HepG2 - 1 μM and U251 MG - 2 μM) and cell viability was evaluated using the MTT test. Values are presented as mean ± standard deviation (n = 3).

Рисунок 4. Влияние паклитаксела на TRAIL или DR5-B индуцируемый гибель клеток. Указанные раковые клетки инкубировали с указанными количествами вариантов TRAIL и паклитакселом (Jurkat - 0,1 нМ, U937 - 1 нМ, НСТ116 - 5 нМ, НТ29, SKBR-3 и SKOV3 - 10 нМ, MDA-MB-231 - 50 нМ, MCF-7 и А549 - 100 нМ, Du145 - 500 нМ, HepG2 - 1 μM и U251 MG - 10 μМ) в течение 24 часов и жизнеспособность клеток определяли при помощи МТТ-теста. Значения представлены как средние ± среднеквадратичное отклонение, (n=3).Figure 4. The effect of paclitaxel on TRAIL or DR5-B induced cell death. These cancer cells were incubated with the indicated amounts of TRAIL and paclitaxel variants (Jurkat - 0.1 nM, U937 - 1 nM, HCT116 - 5 nM, HT29, SKBR-3 and SKOV3 - 10 nM, MDA-MB-231 - 50 nM, MCF -7 and A549 - 100 nM, Du145 - 500 nM, HepG2 - 1 μM and U251 MG - 10 μM) for 24 hours and cell viability was determined using the MTT test. Values are presented as mean ± standard deviation, (n = 3).

Рисунок 5. Влияние бортезомиба на TRAIL или DR5-B индуцированную гибель опухолевых клеток. Клетки инкубировали в течение 24 часов с TRAIL или DR5-B и бортезомибом (НСТ116, Jurkat, U937 - 0,1 нМ, MDA-MB-231 - 25 нМ, SKBR-3, А549 и Du145 - 50 нМ, MCF-7, НТ29 и SKOV3 - 100 нМ, HepG2 и U251 MG - 500 нМ) и жизнеспособность клеток определяли с помощью МТТ. Значения представлены как средние ± среднеквадратичное отклонение (n=3).Figure 5. Effect of bortezomib on TRAIL or DR5-B-induced death of tumor cells. Cells were incubated for 24 hours with TRAIL or DR5-B and bortezomib (HCT116, Jurkat, U937 - 0.1 nM, MDA-MB-231 - 25 nM, SKBR-3, A549 and Du145 - 50 nM, MCF-7, HT29 and SKOV3 - 100 nM, HepG2 and U251 MG - 500 nM) and cell viability was determined using MTT. Values are presented as mean ± standard deviation (n = 3).

Рисунок 6. DR5-B не проявляет цитотоксическую активность к нормальным клеткам человека. (А) Анализ экспрессии мембранных рецепторов цитокина TRAIL на поверхности фибробластов крайней плоти человека (HFF) и клеток эндотелия пупочной вены человека (HUVEC). Влияние препаратов TRAIL и DR5-B на жизнеспособность HFF (Б) и HUVEC (В). Клетки инкубировали с различными концентрациями препаратов TRAIL и DR5-B в течение 24 ч и их жизнеспособность определяли с помощью МТТ теста. Значения представлены как средние ± среднеквадратичное отклонение (n=3).Figure 6. DR5-B does not show cytotoxic activity to normal human cells. (A) Analysis of expression of TRAIL cytokine membrane receptors on the surface of human foreskin fibroblasts (HFF) and human umbilical vein endothelial cells (HUVEC). The effect of TRAIL and DR5-B on the viability of HFF (B) and HUVEC (C). Cells were incubated with different concentrations of TRAIL and DR5-B for 24 hours and their viability was determined using the MTT test. Values are presented as mean ± standard deviation (n = 3).

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Изобретение иллюстрируют примеры:The invention is illustrated by examples:

Пример 1. Рекомбинантный препарат DR5-B проявляет большую цитотоксичность по сравнению с рекомбинантным препаратом TRAIL дикого на клетках с различным уровнем экспрессии рецепторов TRAIL.Example 1. The recombinant drug DR5-B exhibits greater cytotoxicity compared with the recombinant drug TRAIL wild on cells with different levels of expression of TRAIL receptors.

Уровень экспрессии рецепторов TRAIL на поверхности опухолевых клеток Jurkat, U937, MCF-7, НТ29, НСТ116, SKBR-3, А549 и MDA-MB-231, Du145, SKOV3, HepG2 и U251 MG исследовали с помощью метода проточной цитофлуориметрии. Клетки ингибирования с антителами к рецепторам TRAIL, мечеными FITC, либо с антителами изотипического контроля и экспрессия рецепторов на клеточной мембране определялась с помощью цитометра FACScan (рис. 1).The expression level of TRAIL receptors on the surface of Jurkat, U937, MCF-7, HT29, HCT116, SKBR-3, A549 and MDA-MB-231, Du145, SKOV3, HepG2 and U251 MG tumor cells was studied using flow cytometry. Inhibition cells with antibodies to TRAIL receptors labeled with FITC or with antibodies of isotypic control and expression of receptors on the cell membrane was determined using a FACScan cytometer (Fig. 1).

Клеточные линии экспрессируют различное количество рецепторов TRAIL, однако прямой корреляции между чувствительностью раковых клеток к TRAIL и количеством рецепторов смерти не было зафиксировано. Во всех исследованных линиях клеток уровень экспрессии рецепторов ловушек был сравнительно невелик по сравнению с рецепторами смерти (2-11% DcR1 и 6-19% DcR2 от совокупной экспрессии рецепторов). Исключение составили клетки А549 (DcR2 30%) и MDA-MB-231 (DcR1 35,5%), в которых количество рецепторов ловушек было достаточно высоко (рис. 1).Cell lines express different numbers of TRAIL receptors, but no direct correlation between the sensitivity of cancer cells to TRAIL and the number of death receptors has been recorded. In all studied cell lines, the level of expression of trap receptors was relatively low compared to death receptors (2-11% DcR1 and 6-19% DcR2 of total receptor expression). The exception was A549 (DcR2 30%) and MDA-MB-231 (DcR1 35.5%) cells, in which the number of trap receptors was quite high (Fig. 1).

Далее анализировали влияние различных концентраций рекомбинантных препаратов TRAIL и DR5-B на жизнеспособность клеточных линий Jurkat, U937, MCF-7, НТ29, НСТ116, SKBR-3, А549 и MDA-MB-231, Du145, SKOV3, HepG2 и U251 MG (рис. 2). Клетки опухолевых линий инкубировали с препаратами TRAIL в течение 24 часов и определяли их жизнеспособность с помощью МТТ-теста. Анализ результатов исследований показал, что:Next, we analyzed the effect of different concentrations of the recombinant preparations TRAIL and DR5-B on the viability of the cell lines Jurkat, U937, MCF-7, HT29, HCT116, SKBR-3, A549 and MDA-MB-231, Du145, SKOV3, HepG2 and U251 MG (Fig. . 2). Tumor line cells were incubated with TRAIL preparations for 24 hours and their viability was determined using the MTT test. The analysis of the research results showed that:

1. Половина из 12 проанализированных линий нечувствительны к TRAIL дикого типа (гибель клеток менее 20%).1. Half of the 12 analyzed lines are insensitive to wild-type TRAIL (cell death less than 20%).

2. На девяти из двенадцати линий (MCF-7, НТ29, НСТ116, HepG2, Jurkat, U937, А549, SKBR-3 и U251 MG) препарат DR5-B вызывал гибель клеток более эффективно по сравнению с TRAIL дикого типа (рис. 2, табл. 3).2. On nine of the twelve lines (MCF-7, HT29, HCT116, HepG2, Jurkat, U937, A549, SKBR-3 and U251 MG), DR5-B caused cell death more efficiently than wild-type TRAIL (Fig. 2 table 3).

3. Цитотоксичность препаратов TRAIL и DR5-B на трех линиях клеток, в основном (но не полностью) проводящих сигнал к апоптозу через DR4 рецептор (Du145, SKOV3 и MDA-MB-231), практически не отличалась.3. The cytotoxicity of the TRAIL and DR5-B preparations on three cell lines that mainly (but not completely) conduct the signal for apoptosis through the DR4 receptor (Du145, SKOV3, and MDA-MB-231) did not differ.

Figure 00000003
Figure 00000003

Результаты примера показывают, что рекомбинантный препарат DR5-B превосходит препарат цитокина дикого типа в эффективности индукции апоптоза.The results of the example show that the recombinant DR5-B preparation is superior to the wild-type cytokine preparation in the efficiency of apoptosis induction.

Пример 2. Химиопрепараты доксорубицин, таксол и бортезомиб в большей мере усиливают DR5-B опосредованный апоптоз, по сравнению с TRAIL-индуцированным.Example 2. The chemotherapy drugs doxorubicin, taxol and bortezomib to a greater extent enhance DR5-B mediated apoptosis, compared with TRAIL-induced.

Анализ влияния на жизнеспособность клеточных линий Jurkat, U937, MCF-7, НТ29, НСТ116, SKBR-3, А549 и MDA-MB-231, Du145, SKOV3, HepG2 и U251 MG комбинированного воздействия рекомбинантных препаратов TRAIL и DR5-B и химиотерапевтических реагентов доксорубицина, бортезомиба и таксола проходил по следующей схеме. Подбор концентраций химиопрепаратов для совместной инкубации осуществлялся исходя из их цитотоксичности на клетки. Гибель клеток под действием химиопрепаратов не превышала 30% клеток. После подбора концентраций клетки инкубировали с доксорубицином (рис. 3), паклитакселом (рис. 4) и бортезомибом (рис. 5) в течение 24 часов, после чего их жизнеспособность определялась с помощью МТТ-теста.Analysis of the effect on the viability of the cell lines Jurkat, U937, MCF-7, HT29, HCT116, SKBR-3, A549 and MDA-MB-231, Du145, SKOV3, HepG2 and U251 MG of the combined effects of recombinant drugs TRAIL and DR5-B and chemotherapeutic reagents doxorubicin, bortezomib and taxol was carried out as follows. The concentration of chemotherapeutic agents for joint incubation was selected based on their cytotoxicity to cells. Cell death by chemotherapy did not exceed 30% of the cells. After selecting the concentrations, the cells were incubated with doxorubicin (Fig. 3), paclitaxel (Fig. 4) and bortezomib (Fig. 5) for 24 hours, after which their viability was determined using the MTT test.

Результаты показали, что доксорубицин, паклитаксел и бортезомиб усиливают как TRAIL, так и DR5-B индуцированную гибель клеток, но для большинства клеток этот эффект был более сильно выражен для DR5-B (рис. 3-5). При совместном воздействии химиопрепаратов с DR5-B гибель клеток всех линий превышает 60%, тогда как в случае TRAIL менее половины комбинаций (16 из 36) показали такой результат (табл. 4).The results showed that doxorubicin, paclitaxel, and bortezomib enhance both TRAIL and DR5-B induced cell death, but for most cells this effect was more pronounced for DR5-B (Fig. 3-5). When combined with chemotherapeutic agents and DR5-B, cell death of all lines exceeds 60%, while in the case of TRAIL, less than half of the combinations (16 of 36) showed this result (Table 4).

Figure 00000004
Figure 00000004

При совместном воздействии доксорубицина или паклитаксела с TRAIL, ни в одной линии не наблюдалась гибель более 80% клеток, тогда как в случае с DR5-B этот барьер преодолевается в пяти линиях. Из трех протестированных химиопрепаратов бортезомиб наиболее эффективно усиливает гибель клеток, вызванную обоими препаратами TRAIL, однако этот сенсибилизирующий эффект сильнее выражается с DR5-В. Так, DR5-B совместно с бортезомибом вызывает гибель свыше 70% клеток во всех клеточных линиях, а для TRAIL-чувствительных линий НСТ116 и MDA-MB-231, равно как и для TRAIL-устойчивых линий клеток MCF-7, HepG2 и SKOV3 наблюдалась гибель более 90% клеток. В то же время TRAIL дикого типа совместно с бортезомибом вызывала гибель 70% клеток только в трех линиях, а на 90% погибли только TRAIL-чувствительные клетки линии НСТ116 (табл. 4).When combined with doxorubicin or paclitaxel with TRAIL, in no line was more than 80% cell death observed, whereas in the case of DR5-B this barrier is overcome in five lines. Of the three chemotherapy drugs tested, bortezomib most effectively enhances cell death caused by both TRAIL drugs, but this sensitizing effect is more pronounced with DR5-B. Thus, DR5-B together with bortezomib causes the death of more than 70% of cells in all cell lines, and for TRAIL-sensitive lines HCT116 and MDA-MB-231, as well as for TRAIL-resistant cell lines MCF-7, HepG2 and SKOV3 death of more than 90% of cells. At the same time, wild-type TRAIL together with bortezomib caused the death of 70% of cells in only three lines, and only TRAIL-sensitive HCT116 cells died by 90% (Table 4).

Полумаксимальные эффективные концентрации (ЭК50) препарата DR5-B на девяти клеточных линиях примерно в 2 -10 раз ниже по сравнению с TRAIL (табл. 3).The half-maximum effective concentrations (EC 50 ) of DR5-B on nine cell lines are approximately 2-10 times lower compared to TRAIL (Table 3).

Все три протестированные химиопрепарата (доксорубицин, паклитаксел и бортезомиб) значительно снизили значения ЭК50 обоих форм TRAIL (табл. 5), но DR5-B при совместном применении с химиопрепаратами остается в 1,5-10 раз эффективнее, чем TRAIL для большинства клеточных линий. ЭК50 для DR5-B совместно с доксорубицином и паклитакселом составляла менее 0,35 нг/мл и 0,25 нг/мл соответственно для всех клеточных линий. Такие значения ЭК50 для TRAIL дикого типа достигались лишь на четырех линиях с доксорубицином и на шести линиях с паклитакселом. Эффективнее всего цитотоксичность обоих форм TRAIL усиливает бортезомиб. При совместной инкубации с бортезомибом значения ЭК50 для DR5-B снижались несколько раз (менее 0,1 нг/мл у десяти линий), тогда как для TRAIL дикого типа это происходило лишь на линии SKOV3.All three chemotherapy drugs tested (doxorubicin, paclitaxel and bortezomib) significantly reduced the EC 50 values of both forms of TRAIL (Table 5), but DR5-B, when combined with chemotherapy, remains 1.5-10 times more effective than TRAIL for most cell lines . The EC 50 for DR5-B, together with doxorubicin and paclitaxel, was less than 0.35 ng / ml and 0.25 ng / ml, respectively, for all cell lines. Such EC 50 values for wild-type TRAIL were achieved only in four lines with doxorubicin and in six lines with paclitaxel. The most effective cytotoxicity of both forms of TRAIL is enhanced by bortezomib. When co-incubated with bortezomib, the EC 50 values for DR5-B decreased several times (less than 0.1 ng / ml in ten lines), whereas for wild-type TRAIL this only happened on the SKOV3 line.

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Результаты показывают, что доксорубицин, таксол и бортезомиб в большей мере усиливают DR5-B индуцированную гибель клеток, чем с TRAIL-индуцированный апоптоз.The results show that doxorubicin, taxol, and bortezomib are more likely to enhance DR5-B induced cell death than with TRAIL-induced apoptosis.

Пример 3. Рекомбинантный препарат DR5-B не проявляет токсичность по отношению к нормальным клеткам.Example 3. The recombinant drug DR5-B does not show toxicity to normal cells.

Уровень экспрессии рецепторов TRAIL на поверхности клеток эндотелия HUVEC и фибробластов крайней плоти человека HFF исследовали с помощью метода проточной цитофлуориметрии. Клетки инкубировали с антителами к рецепторам TRAIL, мечеными FITC, либо с антителами изотипического контроля и экспрессия рецепторов на клеточной мембране определяли с помощью цитометра FACScan (рис. 6 (А)). Результаты исследования показали, что нормальные клетки, в отличие от опухолевых, экспрессируют меньшие количества как рецепторов смерти TRAIL, так и рецепторов-ловушек цитокина.The level of expression of TRAIL receptors on the surface of HUVEC endothelial cells and human foreskin fibroblasts HFF was studied using flow cytometry. Cells were incubated with antibodies to TRAIL receptors labeled with FITC or with antibodies of isotypic control and expression of receptors on the cell membrane was determined using a FACScan cytometer (Fig. 6 (A)). The results of the study showed that normal cells, in contrast to tumor cells, express smaller amounts of both TRAIL death receptors and cytokine trap receptors.

Влияние препаратов TRAIL и DR5-B на жизнеспособность HFF и HUVEC анализировали с помощью МТТ-теста после 24-часовой инкубации клеток с рекомбинантными препаратами TRAIL дикого типа и DR5-B (рис. 6 (Б) и (В)). Клетки инкубировали с различными концентрациями препаратов TRAIL и DR5-B в течение 24 ч и их жизнеспособность определяли с помощью МТТ теста. Результаты исследования показали, что рекомбинантные препараты TRAIL и его DR5-специфического мутантного варианта DR5-B являются нетоксичными для нормальных клеток в концентрациях до 10 мкг/мл, что в 100 раз превышает максимальную токсическую концентрацию препаратов на 12 опухолевых линиях клеток различной природы.The effect of TRAIL and DR5-B preparations on the viability of HFF and HUVEC was analyzed using the MTT test after incubation of cells with recombinant wild-type and DR5-B recombinant drugs (Fig. 6 (B) and (C)). Cells were incubated with different concentrations of TRAIL and DR5-B for 24 hours and their viability was determined using the MTT test. The results of the study showed that the recombinant preparations of TRAIL and its DR5-specific mutant variant DR5-B are non-toxic to normal cells at concentrations of up to 10 μg / ml, which is 100 times higher than the maximum toxic concentration of drugs on 12 tumor cell lines of various nature.

Пример 3 показывает, что рекомбинантный препарат DR5-специфического варианта TRAIL DR5-B является нетоксичным по отношению к нормальным клеткам и может быть изучен в преклинических моделях как селективное и высокоактивное противоопухолевое средство.Example 3 shows that the recombinant preparation of the DR5-specific variant of TRAIL DR5-B is non-toxic to normal cells and can be studied in preclinical models as a selective and highly active antitumor agent.

Claims (2)

1. Способ индукции гибели опухолевых клеток линий НСТ116, Jurkat, U937 в эксперименте, заключающийся в одновременной комбинированной обработке опухолевых клеток рекомбинантным препаратом DR5-B и бортезомибом в количестве 0,1 нМ.1. A method for inducing the death of tumor cells of the HCT116, Jurkat, U937 lines in an experiment, which consists in the simultaneous combined treatment of tumor cells with recombinant DR5-B and bortezomib in an amount of 0.1 nM. 2. Способ по п. 1, заключающийся в том, что DR5-B используют в концентрации, при которой полумаксимальная эффективная концентрация препарата DR5-B составляет 0,33±0,08 нг/мл для линии клеток НСТ116, 0,06±0,01 нг/мл для линии клеток Jurkat и 0,09±0,02 нг/мл для линии U937.2. The method of claim 1, wherein DR5-B is used at a concentration at which the half-maximum effective concentration of DR5-B is 0.33 ± 0.08 ng / ml for the HCT116 cell line, 0.06 ± 0 , 01 ng / ml for the Jurkat cell line and 0.09 ± 0.02 ng / ml for the U937 line.
RU2015136918A 2015-08-31 2015-08-31 Method for tumour cell death induction RU2620165C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015136918A RU2620165C2 (en) 2015-08-31 2015-08-31 Method for tumour cell death induction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015136918A RU2620165C2 (en) 2015-08-31 2015-08-31 Method for tumour cell death induction

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015136918A RU2015136918A (en) 2017-03-06
RU2620165C2 true RU2620165C2 (en) 2017-05-23

Family

ID=58454140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015136918A RU2620165C2 (en) 2015-08-31 2015-08-31 Method for tumour cell death induction

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2620165C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687435C1 (en) * 2018-08-07 2019-05-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН) Method of producing human recombinant anti-tumour protein dr5-b
RU2727059C1 (en) * 2019-04-26 2020-07-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН) Method of suppressing growth of tumours with genetically modified version of trail cytokine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090203587A1 (en) * 2004-10-08 2009-08-13 Deutsches Krebsforschungszentrum Stiftung Des Öffe Diagnosis and Therapy of Cell Proliferative Disorders Characterized by Resistance to Trail Induced Apoptosis
WO2012170640A1 (en) * 2011-06-07 2012-12-13 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Methods and compositions for trail-drug combination therapy

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090203587A1 (en) * 2004-10-08 2009-08-13 Deutsches Krebsforschungszentrum Stiftung Des Öffe Diagnosis and Therapy of Cell Proliferative Disorders Characterized by Resistance to Trail Induced Apoptosis
WO2012170640A1 (en) * 2011-06-07 2012-12-13 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Methods and compositions for trail-drug combination therapy

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BYCHKOV M. et al., DR5-B - DR5-selective mutant variant of cytokine TRAIL overcomes resistance of cancer cells to TRAIL,SW06.W33-24, FEBS Journal, 2013, Volume 280, Issue Supplement s1. P.597-правая колонка. Version of Record online: 1 JUL 2013. Найдено из Интернета [он-лайн] 13.07.2016 на cайте http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/febs.12340/pdf. *
ЯГЛОВИЧ А.В. Повышение противоопухолевой активности цитокина TRAIL путем изменения аминокислотного состава белка, Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. к.б.н, Москва, 2010, с.12-19, табл.2,4,5, рис.11-12. YOSHIDA S. et al., TRAIL/Apo2L Ligands Induce Apoptosis in Malignant Rhabdoid Tumor Cell Lines. Pediatric Research, 2003, 54, 709-717, doi:10.1203/01.PDR.0000085038.53151.D0. Найдено из Интернета [он-лайн] 13.07.2016 на сайте: http://www.nature.com/pr/journal/v54/n5/full/pr2003486a.html. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687435C1 (en) * 2018-08-07 2019-05-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН) Method of producing human recombinant anti-tumour protein dr5-b
RU2727059C1 (en) * 2019-04-26 2020-07-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН) Method of suppressing growth of tumours with genetically modified version of trail cytokine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015136918A (en) 2017-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yu et al. BCMA-targeted immunotherapy for multiple myeloma
Liu et al. Boosting natural killer cell-based cancer immunotherapy with selenocystine/transforming growth factor-beta inhibitor-encapsulated nanoemulsion
Lee et al. Targeting of M2-like tumor-associated macrophages with a melittin-based pro-apoptotic peptide
Takeda et al. Targeting death-inducing receptors in cancer therapy
Kruyt TRAIL and cancer therapy
Mérino et al. TRAIL in cancer therapy: present and future challenges
Jiang et al. Tunicamycin sensitizes human melanoma cells to tumor necrosis factor–related apoptosis-inducing ligand–induced apoptosis by up-regulation of TRAIL-R2 via the unfolded protein response
Tian et al. Targeting Tim-3 in cancer with resistance to PD-1/PD-L1 blockade
Shin et al. Enhancement of the tumor penetration of monoclonal antibody by fusion of a neuropilin-targeting peptide improves the antitumor efficacy
CN109071537A (en) For reinforcing the application of the glucocorticoid receptor modulator of checkpoint inhibitor
EP3371208A1 (en) Cd80 extracellular domain polypeptides and their use in cancer treatment
JP2018524284A (en) Anti-ROR1 antibody
EA029987B1 (en) Cd33 antibodies and use thereof to treat cancer
Han et al. CD24 targeting bi-specific antibody that simultaneously stimulates NKG2D enhances the efficacy of cancer immunotherapy
US20190284290A1 (en) Dr5 receptor agonist combinations
CN111201038A (en) PSGL-1 antagonists and uses thereof
Sabová et al. Cytotoxic effect of mistletoe (Viscum album L.) extract on Jurkat cells and its interaction with doxorubicin
Ayed et al. Immunotherapy for multiple myeloma: current status and future directions
Wang et al. Targeted induction of apoptosis in glioblastoma multiforme cells by an MRP3-specific TRAIL fusion protein in vitro
Raviv et al. Methyl jasmonate down‐regulates survivin expression and sensitizes colon carcinoma cells towards TRAIL‐induced cytotoxicity
JP2021530444A (en) Targeting multiple antigens on multiple CAR T cells in solid and liquid malignancies
RU2620165C2 (en) Method for tumour cell death induction
Kim et al. Enhanced natural killer cell anti-tumor activity with nanoparticles mediated ferroptosis and potential therapeutic application in prostate cancer
Wei et al. VEGFR2 targeted antibody fused with MICA stimulates NKG2D mediated immunosurveillance and exhibits potent anti-tumor activity against breast cancer
WO2016172417A2 (en) Interactions between ceacam and tim family members