RU2722268C1 - Biotherapy method of laboratory rats with grafted glioblastoma - Google Patents
Biotherapy method of laboratory rats with grafted glioblastoma Download PDFInfo
- Publication number
- RU2722268C1 RU2722268C1 RU2019139819A RU2019139819A RU2722268C1 RU 2722268 C1 RU2722268 C1 RU 2722268C1 RU 2019139819 A RU2019139819 A RU 2019139819A RU 2019139819 A RU2019139819 A RU 2019139819A RU 2722268 C1 RU2722268 C1 RU 2722268C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tumor
- cells
- rats
- brain
- bacterial lipopolysaccharide
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
- A61K31/715—Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
- A61K31/739—Lipopolysaccharides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K35/00—Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
- A61K35/12—Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
- A61K35/14—Blood; Artificial blood
- A61K35/17—Lymphocytes; B-cells; T-cells; Natural killer cells; Interferon-activated or cytokine-activated lymphocytes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K35/00—Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
- A61K35/12—Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
- A61K35/28—Bone marrow; Haematopoietic stem cells; Mesenchymal stem cells of any origin, e.g. adipose-derived stem cells
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P35/00—Antineoplastic agents
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
- G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Immunology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Developmental Biology & Embryology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Hematology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Virology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Algebra (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, точнее к онкологии, и может быть использовано для подавления продукции трансформирующего фактора роста – бетта (TGF-β1) в перевитой глиобластоме лабораторных крыс.The invention relates to medicine, more specifically to oncology, and can be used to suppress the production of transforming growth factor - betta (TGF-β1) in transplanted laboratory rat rat glioblastoma.
Известны способы терапии в онкологии, когда лабораторным крысам вводят гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (далее – Г-КСФ).Known methods of therapy in oncology, when laboratory rats are administered granulocyte colony stimulating factor (hereinafter - G-CSF).
Linsenmann T, Jawork A, Westermaier T et al. Tumor growth under rhGM-CSF application in an orthotopic rodent glioma model. Oncol Lett. 2019 Jun;17(6):4843-4850.Linsenmann T, Jawork A, Westermaier T et al. Tumor growth under rhGM-CSF application in an orthotopic rodent glioma model. Oncol Lett. 2019 Jun; 17 (6): 4843-4850.
Недостатком данной модели является акцент на иммобилизацию CD8 лимфоцитов, при этом введение Г-КСФ осуществляется в течение 9 суток без контроля эффективности иммобилизации гемопоэтических стволовых клеток и их хоуминга в опухолевый очаг.The disadvantage of this model is the emphasis on the immobilization of CD8 lymphocytes, while the introduction of G-CSF is carried out for 9 days without monitoring the effectiveness of immobilization of hematopoietic stem cells and their homing into the tumor focus.
Clavreul A, Delhaye M, Jadaud E, Menei P. Effects of syngeneic cellular vaccinations alone or in combination with GM-CSF on the weakly immunogenic F98 glioma model. J Neurooncol. 2006 Aug;79(1):9 -17.Clavreul A, Delhaye M, Jadaud E, Menei P. Effects of syngeneic cellular vaccinations alone or in combination with GM-CSF on the weakly immunogenic F98 glioma model. J Neurooncol. 2006 Aug; 79 (1): 9-17.
Недостатком данной модели является синхронное применение Г-КСФ c онковакциной, при этом контроль производится по отношению к CD11b/c и игнорируется их присутствие в опухоли.The disadvantage of this model is the synchronous use of G-CSF with cancer vaccine, while the control is performed in relation to CD11b / c and their presence in the tumor is ignored.
Obi R, Tohda M, Zhao Q et al. Chotosan enhances macrophage colony-stimulating factor mRNA expression in the ischemic rat brain and C6Bu-1 glioma cells. Biol Pharm Bull. 2007 Dec;30(12):2250-6.Obi R, Tohda M, Zhao Q et al. Chotosan enhances macrophage colony-stimulating factor mRNA expression in the ischemic rat brain and C6Bu-1 glioma cells. Biol Pharm Bull. 2007 Dec; 30 (12): 2250-6.
Недостатком работы является отсутствие акцента на иммобилизации именно гемопоэтических стволовых клеток.The disadvantage of this work is the lack of emphasis on the immobilization of hematopoietic stem cells.
Tseng SH, Chen Y, Chang CJ et al. Induction of T-cell apoptosis in rats by genetically engineered glioma cells expressing granulocyte-macrophage colony-stimulating factor and B7.1. Clin Cancer Res. 2005 Feb 15; 11(4):1639-49.Tseng SH, Chen Y, Chang CJ et al. Induction of T-cell apoptosis in rats by genetically engineered glioma cells expressing granulocyte-macrophage colony-stimulating factor and B7.1. Clin Cancer Res. 2005 Feb 15; 11 (4): 1639-49.
В данной работе нет акцента на иммобилизацию стволовых клеток костного мозга, более того используются модифицированные генно-инженерным путем опухоли.In this work, there is no emphasis on the immobilization of bone marrow stem cells; moreover, tumors modified by genetic engineering are used.
Недостатками известных аналогов является тот факт, что стимуляция Г-КСФ не обеспечивает формирование вектора трансформации гемопоэтических стволовых клеток в клетки микроглии, однако в условиях воздействия противовоспалительных цитокинов, продуцируемых опухолевыми клетками (например, трансформирующего фактора роста – бетта (TGF-β1) и интерлейкина-10 (IL-10)), они приобретут М2 фенотип и будут синтезировать wnt- белки, активирующие опухолевые стволовые клетки.The disadvantages of the known analogues is the fact that stimulation of G-CSF does not provide the formation of a vector for the transformation of hematopoietic stem cells into microglia cells, however, under the influence of anti-inflammatory cytokines produced by tumor cells (for example, transforming growth factor beta (TGF-β1) and interleukin- 10 (IL-10)), they will acquire the M2 phenotype and will synthesize wnt proteins that activate tumor stem cells.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка эффективной биотерапии лабораторных крыс с перевитой глиобластомой.The problem to which the invention is directed is the development of effective biotherapy for laboratory rats with transplanted glioblastoma.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в подавлении продукции TGF-β1 в перевитой глиобластоме лабораторных крыс и локализации опухолевого очага.The technical result achieved by solving the problem is expressed in the suppression of TGF-β1 production in transplanted laboratory rat rat glioblastoma and the localization of the tumor focus.
Поставленная задача решается тем, что способ биотерапии лабораторных крыс с перевитой глиобластомой, при котором вводят гранулоцитарный колониестимулирующий фактор, отличается тем, что раз в сутки в течение 7 суток вводят гранулоцитарный колониестимулирующий фактор в количестве 4 мг на 140-160 г массы тела и бактериальный липополисахарид в количестве 5 мг на кг массы тела, а через 4 часа после введения последней дозы бактериального липополисахарида однократно вводят 9 мг интерферона-γ.The problem is solved in that the method of biotherapy of laboratory rats with transplanted glioblastoma, in which a granulocyte colony stimulating factor is introduced, is characterized in that once a day for 7 days a granulocyte colony stimulating factor is introduced in an amount of 4 mg per 140-160 g of body weight and bacterial lipopolysaccharide in the amount of 5 mg per kg of body weight, and 4 hours after the last dose of the bacterial lipopolysaccharide is administered, 9 mg of interferon-γ is administered once.
Кроме того, гранулоцитарный колониестимулирующий фактор и бактериальный липополисахарид вводят одновременно.In addition, granulocyte colony stimulating factor and bacterial lipopolysaccharide are administered simultaneously.
Кроме того, гранулоцитарный колониестимулирующий фактор и бактериальный липополисахарид вводят последовательно.In addition, granulocyte colony stimulating factor and bacterial lipopolysaccharide are administered sequentially.
Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и совокупности существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».A comparative analysis of the set of essential features of the proposed technical solution and the set of essential features of the prototype and analogues indicates its compliance with the criterion of "novelty".
При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.The distinctive features of the claims solve the following functional tasks.
Признак «вводят гранулоцитарный колониестимулирующий фактор» обеспечивает рекрутирование клеток, включая мононуклеарные CD45+ клетки красного костного мозга, в системный кровоток.The sign “enter granulocyte colony stimulating factor” ensures the recruitment of cells, including mononuclear CD45 + red bone marrow cells, into the systemic circulation.
Признаки «вводят гранулоцитарный колониестимулирующий фактор раз в сутки в течение 7 суток в количестве 4 мг на 140-160 г веса» описывают дозу и режим применения Г-КСФ.The signs “enter granulocyte colony stimulating factor once a day for 7 days in the amount of 4 mg per 140-160 g of weight” describe the dose and mode of application of G-CSF.
Признаки «вводят бактериальный липополисахарид» и «вводят интерферон-γ» обеспечивают запуск системной воспалительной реакции, в условиях которой клетки микроглии поляризуются в М1-активированные макрофаги и продуцируют фактор некроза опухолей – альфа (TNFα), интерлейкин 1 (IL-1) и другие провоспалительные факторы.The signs “administer bacterial lipopolysaccharide” and “interferon-γ are administered” trigger a systemic inflammatory response in which microglial cells polarize into M1-activated macrophages and produce tumor necrosis factor alpha (TNFα), interleukin 1 (IL-1) and others pro-inflammatory factors.
Признаки «вводят бактериальный липополисахарид раз в сутки в течение 7 суток в количестве 5 мг на кг веса» описывают дозу и режим применения бактериального липополисахарида.The signs “administer bacterial lipopolysaccharide once a day for 7 days in the amount of 5 mg per kg of body weight” describe the dose and mode of application of the bacterial lipopolysaccharide.
Признаки «через 4 часа после введения последней дозы бактериального липополисахарида однократно вводят 9 мг интерферона-γ» описывают дозу и режим применения интерферона-γ.Signs “4 hours after the last dose of bacterial lipopolysaccharide is administered, 9 mg of interferon-γ are given once” describe the dose and mode of application of interferon-γ.
Признаки зависимых пунктов формулы описывают последовательность применения гранулоцитарного колониестимулирующего фактора и бактериального липополисахарида.The features of the dependent claims describe the sequence of application of granulocyte colony stimulating factor and bacterial lipopolysaccharide.
На фиг. 1 изображена ткань глиомы на 14-й день для контрольной группы (группа I):In FIG. 1 shows glioma tissue on day 14 for the control group (group I):
а – неопластические клетки;a - neoplastic cells;
б – кровеносные сосуды;b - blood vessels;
в – плотные конголомераты;in - dense congolomerates;
г – PCNA+ клетки;g - PCNA + cells;
д, е – реакция астроцитарной глии,d, e - reaction of astrocytic glia,
ж, з – реакция микроглии.W, h - the reaction of microglia.
На фиг. 2 изображена ткань глиомы на 28-й день для контрольной группы (группа I):In FIG. 2 shows glioma tissue on
а, б – зоны некроза;a, b - zones of necrosis;
в, г – PCNA+ клетки;c, d - PCNA + cells;
д – GFAP+ клетки;d - GFAP + cells;
е – Iba+ клетки микроглии;e - Iba + microglia cells;
ж, з – инвазивный край опухоли.g, h - the invasive edge of the tumor.
На фиг. 3 изображена морфохимическая характеристика глиомы для контрольной группы (группа I) на 14-й и 28-й день:In FIG. 3 shows the morphochemical characteristic of glioma for the control group (group I) on the 14th and 28th day:
а – отношение общей площади некроза к общей площади препарата;a - the ratio of the total area of necrosis to the total area of the drug;
б – количество PCNA+ клеток в единице площади препарата;b - the number of PCNA + cells per unit area of the drug;
в – количество клеток микроглии;in - the number of microglia cells;
г – содержание TGF-β1.g is the content of TGF-β1.
На фиг. 4 изображено количество ГСК (СК) в структуре пула лейкоцитов (Лей):In FIG. 4 shows the number of HSCs (SC) in the structure of the pool of leukocytes (Lei):
а – для группы II;a - for group II;
б – для группы III;b - for group III;
в – для группы IV;in - for group IV;
г – соотношение ГСК и лейкоцитов до и после воздействия Г-КСФ;g - the ratio of HSC and white blood cells before and after exposure to G-CSF;
На фиг. 5 изображена морфометрическая характеристика глиомы на 28-й день для разных групп:In FIG. 5 shows the morphometric characteristic of glioma on the 28th day for different groups:
а – количество PCNA+ клеток;a is the number of PCNA + cells;
б – количество клеток микроглии;b - the number of microglia cells;
в – провоспалительная популяция микроглии (CD86);c - pro-inflammatory population of microglia (CD86);
г – противоспалительная популяция микроглии (CD206).g - anti-inflammatory population of microglia (CD206).
На фиг. 6 изображена ткань глиомы на 28-й день:In FIG. 6 shows glioma tissue on day 28:
а – для группы I по центру;a - for group I in the center;
б – для группы I на периферии;b - for group I on the periphery;
в – для группы IV по центру;in - for group IV in the center;
г – для группы IV на периферии.g - for group IV on the periphery.
На фиг. 7 изображена иммуногистохимическая характеристика глиомы для группы IV:In FIG. 7 shows the immunohistochemical characterization of glioma for group IV:
а – провоспалительные CD86 клетки микроглии по центру;a - pro-inflammatory CD86 microglia cells in the center;
б – провоспалительные CD86 клетки микроглии на периферии;b - pro-inflammatory CD86 microglia cells in the periphery;
в – противоспалительные CD206 клетки микроглии по центру;c - anti-inflammatory CD206 microglia cells in the center;
г – противоспалительные CD206 клетки микроглии на периферии.g - anti-inflammatory CD206 microglia cells in the periphery.
На фиг. 8 изображено содержание цитокинов для разных групп:In FIG. 8 shows the content of cytokines for different groups:
а – TGF-β1;a - TGF-β1;
б – IL-10;b - IL-10;
в – TNFα;c - TNFα;
г – IL-1.g - IL-1.
На фиг. 9 изображена кривая выживаемости крыс по Каплану-Майеру.In FIG. 9 shows the Kaplan-Meier rat survival curve.
Заявляемый способ основан на следующих принципах.The inventive method is based on the following principles.
Введение гранулоцитарного колониестимулирующего фактора приводит к рекрутированию мононуклеарных CD45+ клеток красного костного мозга, значительную часть которых составляют гемопоэтические стволовые клетки (ГСК), в системный кровоток.The introduction of granulocyte colony stimulating factor leads to the recruitment of mononuclear CD45 + red bone marrow cells, a significant part of which are hematopoietic stem cells (HSCs), into the systemic circulation.
ГСК при введении в кровоток животных с перевитой глиомой мигрируют в опухолевый очаг, проникают в неопластическую ткань, накапливаются в зонах инвазии и некроза и трансформируются в клетки, идентичные по ряду ведущих иммуногистохимических маркеров собственным клеткам микроглии головного мозга, что сопровождается усилением процессов микроглиальной пролиферации и инфильтрации в опухолевой ткани клетками микроглии.HSCs, when introduced into the bloodstream of animals with transplanted glioma, migrate to the tumor site, penetrate into the neoplastic tissue, accumulate in the zones of invasion and necrosis and transform into cells identical in a number of leading immunohistochemical markers to their own brain microglia, which is accompanied by an increase in the processes of microglial proliferation and infiltration in tumor tissue by microglia cells.
Кроме того, помимо ГСК, при введении в кровоток животных Г-КСФ, происходит рекрутирование CD45+ (CD8+) Т-лимфоцитов /киллеров, распознающих и атакующих клетки, не имеющие антигенов главного комплекса гистосовместимости первого типа.In addition, in addition to HSCs, when G-CSF is introduced into the bloodstream of animals, CD45 + (CD8 +) T-lymphocytes / killers are recruited, which recognize and attack cells that do not have antigens of the main histocompatibility complex of the first type.
Мигрируя в опухоль, Т-лимфоциты /киллеры запускают реакцию «трансплантат против опухоли» а с другой стороны, сами подвергаются атаке как чужеродные агенты собственными T-лимфоцитами пациента. В итоге происходит перманентная провоспалительная модификация опухолевого очага, без введения бактериального липополисахарида и интерферона-γ.Migrating into a tumor, T-lymphocytes / killers trigger the “transplant against tumor” reaction and, on the other hand, they themselves are attacked as foreign agents by the patient’s own T-lymphocytes. As a result, a permanent pro-inflammatory modification of the tumor site occurs, without the introduction of bacterial lipopolysaccharide and interferon-γ.
Проведение провоспалительной терапии, при которой вводят бактериальный липополисахарид и интерферон-γ, задает вектор трансформации ГСК в клетки микроглии и обеспечивает локальное усиление воспалительной реакции.Carrying out pro-inflammatory therapy, in which bacterial lipopolysaccharide and interferon-γ are introduced, sets the vector of HSC transformation into microglia cells and provides a local increase in the inflammatory response.
Происходит запуск системной воспалительной реакции, в условиях которой клетки микроглии поляризуются в М1-активированные макрофаги, и продуцируют фактор некроза опухолей – альфа (TNFα), интерлейкин 1 (IL-1) и другие провоспалительные факторы. Как известно, провоспалительные факторы снижают содержание в опухоли wnt-белков (ключевой путь пролиферации раковых клеток) и подавляют синтез в очаге трансформирующего фактора роста – бетта (TGF-β1), запускающего процессы инвазии.A systemic inflammatory reaction is triggered, under which microglia cells are polarized into M1-activated macrophages and produce tumor necrosis factor alpha (TNFα), interleukin 1 (IL-1) and other pro-inflammatory factors. As you know, pro-inflammatory factors reduce the content of wnt proteins in the tumor (a key pathway for the proliferation of cancer cells) and inhibit the synthesis of a transforming growth factor - betta (TGF-β1), which triggers invasion processes.
Провоспалительная терапия на фоне стимуляции Г-КСФ вызывает поляризацию популяций макроглии/макрофагов, что сопровождается усилением процессов презентации антигена, снижением продукции TGF-β1 и IL-10, усилением синтеза провоспалительных цитокинов TNFα и IL-1 в опухолевом очаге и прилежащем к нему веществе мозга, ремоделированием опухолевого матрикса и увеличением выживаемости экспериментальных животных.Pro-inflammatory therapy with G-CSF stimulation causes polarization of macroglia / macrophage populations, which is accompanied by an increase in antigen presentation processes, a decrease in the production of TGF-β1 and IL-10, and an increase in the synthesis of pro-inflammatory cytokines TNFα and IL-1 in the tumor focus and the adjacent brain substance , remodeling of the tumor matrix and increased survival of experimental animals.
Таким образом, контролируемый ввод Г-КСФ в системный кровоток и рекрутирование в кровь собственных мононуклеарных CD45+ клеток лабораторной крысы обеспечивает постоянную «подкачку» в опухоль М1-активированных макрофагов, продуцирующих провоспалительные цитокины, регулирующих раковые клетки (в том числе раковые стволовые клетки).Thus, the controlled introduction of G-CSF into the systemic circulation and the recruitment of own mononuclear CD45 + cells from the laboratory rat into the blood provides constant “pumping” of M1-activated macrophages producing pro-inflammatory cytokines that regulate cancer cells (including cancer stem cells) into the tumor.
Следует отметить, что к 28-му дню наблюдений опухоль становится более плотной и наглядной с формированием четких границ между тканью опухоли и веществом мозга, что позволяет эффективно удалить ее хирургическим путем.It should be noted that by the 28th day of observation, the tumor becomes denser and more visible with the formation of clear boundaries between the tumor tissue and the brain substance, which allows you to effectively remove it surgically.
Для осуществления способа использовали следующие исходные материалы.To implement the method used the following starting materials.
1. Экспериментальные животные . Данная работа на животных согласована и одобрена Этическим комитетом Школы биомедицины ДВФУ (Протоколы №1 и 2 от 05.03.2019). Содержание и уход за животными осуществлялся в соответствии с требованиями стандартов GLP и Хельсинской декларации о гуманном отношении к животным. 1. Experimental animals . This work on animals has been agreed and approved by the Ethics Committee of the FEFU School of Biomedicine (Minutes No. 1 and 2 of 03/05/2019). The maintenance and care of animals was carried out in accordance with the requirements of GLP standards and the Helsinki Declaration on the Humane Treatment of Animals.
В работе использовали 150 крыс-самцов породы Вистар, массой тела 150 ± 10 г, возрасте 12-14 недель. Крысы получены из питомника научно-производственного подразделения филиала Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова (г. Пущино, Московская область, Россия).We used 150 male Wistar rats with a body weight of 150 ± 10 g and an age of 12-14 weeks. Rats were obtained from the nursery of the research and production unit of the Institute of Bioorganic Chemistry branch. Academicians M.M. Shemyakina and Yu.A. Ovchinnikova (Pushchino, Moscow Region, Russia).
2. Опухолевые клетки . В работе использовали клетки низкодифференцированной глиомы линии С6 (cat.no ATCC® CCL-107™). Клетки культивировали до достижения 80% конфлюэнтности и использовали в эксперименте после третьего пассажа с момента получения от производителя. Клеточная линия протестирована на загрязнение микоплазмой c использованием Universal Mycoplasma Detection Kit (ATCC® 30-1012K™). 2. Tumor cells .We used low-grade C6 glioma cells (cat.no ATCC® CCL-107 ™). Cells were cultured to 80% confluency and used in the experiment after the third passage from receipt from the manufacturer. The cell line was tested for mycoplasma contamination using the Universal Mycoplasma Detection Kit (ATCC® 30-1012K ™).
3. Реагенты3. Reagents ..
ГКС-Ф (Filgrastim, cat.no.Y0001173 Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, US);GKS-F (Filgrastim, cat.no.Y0001173 Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, US);
бактериальный липополисахарид E.coli serotype O111:B4 (cat. no L2630 Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, US);bacterial lipopolysaccharide E. coli serotype O111: B4 (cat. no L2630 Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, US);
рекомбинантный крысиный IFNγ (cat. no. I3275 Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, US).recombinant rat IFNγ (cat. no. I3275 Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, US).
Заявляемый способ осуществляют по известной технологии в несколько этапов.The inventive method is carried out according to known technology in several stages.
1. Животные были разделены на 5 групп: 1. Animals were divided into 5 groups :
I) контрольная группа (N=60);I) a control group (N = 60);
II) группа крыс (N=30), получавших гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (Г-КСФ) для рекрутирования мононуклеарных CD45+ костного мозга в системный кровоток (группа – Г-КСФ);II) a group of rats (N = 30) that received granulocyte colony stimulating factor (G-CSF) for the recruitment of mononuclear CD45 + bone marrow into the systemic circulation (group - G-CSF);
III) группа крыс (N=30), получивших провоспалительную терапию для запуска системной воспалительной реакции путем введения бактериального липополисахарида (LPS) и интерферона-γ (IFNγ) (группа – proinflamation therapy, PT);III) a group of rats (N = 30) who received pro-inflammatory therapy to trigger a systemic inflammatory reaction by introducing bacterial lipopolysaccharide (LPS) and interferon-γ (IFNγ) (proinflamation therapy, PT group);
IV) крысы (N=30), получившие стимуляцию Г-КСФ c последующей провоспалительной терапией (группа Г-КСФ+PT).IV) rats (N = 30) that received G-CSF stimulation followed by pro-inflammatory therapy (G-CSF + PT group).
2. Моделирование глиальной опухоли мозга.2. Modeling a glial brain tumor.
Животных наркотизировали путем интраперитонеального введения 2 мг смеси, содержащей золетил 100 (Virbac, France) + рометар (Bioveta a.s. Czech) в соотношении 1:4. Мягкие ткани головы рассекали, накладывали трепанационное отверстие, используя Ideal Micro Drill Surgical Drill (Harvard apparatus, US).Animals were anesthetized by intraperitoneal administration of 2 mg of a mixture containing zoletil 100 (Virbac, France) + rometar (Bioveta a.s. Czech) in a 1: 4 ratio. The soft tissues of the head were dissected, a trepanation hole was applied using an Ideal Micro Drill Surgical Drill (Harvard apparatus, US).
Опухолевые клетки в количестве 0,5×106 в 5 мкл стерильного 0,14M раствора NaCl вводили с помощью гамильтоновского шприца (600 Series, Hamilton, US) со скоростью 1 мкл/мин в область каудопутамена с помощью стереотаксического аппарата для крыс SR-5R-HT (Narishige, Japan) по координатам атласа мозга крысы (Paxinos &Watson, 2007): Ар-1; L-3,0; V-4,5, TBS-2,4 мм.0.5 × 10 6 tumor cells in 5 μl of sterile 0.14M NaCl solution were injected using a Hamilton syringe (600 Series, Hamilton, US) at a speed of 1 μl / min into the caudoputamen region using the SR-5R stereotactic apparatus for rats -HT (Narishige, Japan) at the coordinates of the rat brain atlas (Paxinos & Watson, 2007): Ap-1; L-3.0; V-4.5, TBS-2.4 mm.
Верификацию опухоли проводили через 10 дней методом магнитно-резонансной томографии на установке Bruker’s PharmaScan® (Массачусетс, US).Tumor verification was performed 10 days later by magnetic resonance imaging using a Bruker’s PharmaScan® unit (Massachusetts, US).
3. Рекрутирование мононуклеарных CD45+ клеток.3. Recruitment of mononuclear CD45 + cells.
Животным раз в сутки в течение 7 суток вводили подкожно гранулоцитарный колониестимулирующий фактор в количестве 4 мг на 140-160 г массы тела.Animals once a day for 7 days were injected subcutaneously with granulocyte colony stimulating factor in the amount of 4 mg per 140-160 g of body weight.
Иммобилизацию мононуклеарных CD45+ клеток и ГСК подтверждали путем тестирования образцов крови экспериментальных животных на проточном цитофлуориметре Navios™ (Beckman Coulter, US).The immobilization of mononuclear CD45 + cells and HSCs was confirmed by testing blood samples of experimental animals on a Navios ™ flow cytometer (Beckman Coulter, US).
В работе использованы антитела против поверхностного CD45+ антигена крысы (клон OX-1, конъюгированные с APC/Cy7, cat.no. 202216, Biolegend Inc., US). Обработку цитофлуориметрических данных проводили при помощи программ Navios Software v.1.2 и Kaluza™ v.1.2 (Beckman Coulter, US).Antibodies against surface CD45 + rat antigen (clone OX-1 conjugated to APC / Cy7, cat.no. 202216, Biolegend Inc., US) were used in the work. Processing of cytofluorimetric data was carried out using the programs Navios Software v.1.2 and Kaluza ™ v.1.2 (Beckman Coulter, US).
4. Провоспалительная терапия.4. Pro-inflammatory therapy.
Для запуска системной воспалительной реакции раз в сутки в течение 7 суток одновременно или после введения гранулоцитарного колониестимулирующего фактора вводили внутрибрюшинно бактериальный липополисахарид в количестве 5 мг на кг массы тела (растворен в 0,5 мл стерильного физиологического раствора).To initiate a systemic inflammatory reaction once a day for 7 days at the same time or after administration of a granulocyte colony-stimulating factor, bacterial lipopolysaccharide was injected intraperitoneally in an amount of 5 mg per kg of body weight (dissolved in 0.5 ml of sterile physiological saline).
А через 4 часа после введения последней дозы бактериального липополисахарида животным внутрибрюшинно вводили 9 мг рекомбинантного крысиного интерферона-γ (растворен в 0,5 мл стерильного физиологического раствора).And 4 hours after the last dose of bacterial lipopolysaccharide was administered, animals were intraperitoneally injected with 9 mg of recombinant rat interferon-γ (dissolved in 0.5 ml of sterile physiological saline).
5. Морфологическое исследование.5. Morphological study.
Ткань мозга крысы получали после декапитации животных. Материал разделяли на две части: одну часть материала использовали для проведения морфологического и иммуногистохимического исследования, вторую часть материала использовали для оценки содержания цитокинов в ткани мозга по описанной ниже методике.Rat brain tissue was obtained after decapitation of animals. The material was divided into two parts: one part of the material was used for morphological and immunohistochemical studies, the second part of the material was used to assess the content of cytokines in the brain tissue according to the procedure described below.
Материал для морфологического и иммуногистохимического исследований фиксировали (4% ПФА) в течение 12 ч с последующей промывкой PBS. Для морфологического анализа парафиновые срезы головного мозга толщиной 7 мкм депарафинировали и окрашивали гематоксилин-эозином по стандартной методике. Все использованные реагенты производства компании Sigma-Aldrich (Saint Louis, MO, US).Material for morphological and immunohistochemical studies was fixed (4% PFA) for 12 hours, followed by washing with PBS. For morphological analysis, paraffin sections of the brain with a thickness of 7 μm were dewaxed and stained with hematoxylin-eosin according to standard methods. All reagents used are manufactured by Sigma-Aldrich (Saint Louis, MO, US).
6. Иммуногистохимическое исследование.6. Immunohistochemical study.
Исследование выполнено по стандартной методике. Первичные антитела против микроглия/макрофаг-специфического белка iba-1 (ab107159), пролиферирующих клеток ядерного антигена PCNA (ab 29) и мембранному белку антиген-представляющих клеток CD86(ab213044) и маннозному рецептору CD206 (ab64693) использованы в соответствии с инструкциями производителя – компании Аbcam (США). Вторичные антитела, меченые пероксидазой хрена PI-1000 (anti-rabbit); PI-2000 (anti-mouse) использовали в соответствии с инструкциями производителя – компании Vector Laboratories. Для проведения иммунопероксидазной реакции использовали хромоген NovaREDsubstratekit (Vector Laboratories; SK-4800). Срезы тщательно отмывали 0,1 М PBS, обезвоживали и заключали в бальзам, изучали в световом микроскопе AxioScope A1 (Carl Zeiss, Германия).The study was performed according to standard methods. Primary antibodies against microglia / macrophage-specific iba-1 protein (ab107159), proliferating cells of the nuclear antigen PCNA (ab 29) and membrane protein antigen-presenting cells CD86 (ab213044) and mannose receptor CD206 (ab64693) were used in accordance with the manufacturer's instructions - Abcam company (USA). Secondary antibodies labeled with horseradish peroxidase PI-1000 (anti-rabbit); PI-2000 (anti-mouse) was used in accordance with the manufacturer's instructions - Vector Laboratories. For the immunoperoxidase reaction, the NovaREDsubstratekit chromogen (Vector Laboratories; SK-4800) was used. Slices were thoroughly washed with 0.1 M PBS, dehydrated and baled, studied using an AxioScope A1 light microscope (Carl Zeiss, Germany).
7. Иммуноферментный анализ.7. Enzyme-linked immunosorbent assay.
Твердофазный иммуноферментный анализ (ИФА) ткани мозга на содержание ключевых цитокинов IL-1 (ab100768), IL-10 (ab100765), TNF-α (ab100747) и TGF-β1(ab119558) выполнен с использованием коммерческих наборов фирмы Аbcam (США). Мозг крыс извлекали, отделяли участок для морфологического и иммуногистохимического исследований, а остальной материал немедленно замораживали в жидком азоте при -70ºС. Для анализа брали ткань глиомы с захватом вещества мозга в пределах 5 мм от края. Гомогенаты ткани готовили с использованием буфера: сахароза 0,25 М, Трис-HCl 0,01 М, ЭДТА 0,001 М, HEPES 0,01. Все реагенты производства компании Sigma-Aldrich (Saint Louis, MO, США). Лизирующий буфер добавляли к ткани из расчета 5 мл на 1 мг ткани, проводили гомогенизацию ткани, центрифугирование и отбор надосадочной жидкости для анализа. Содержания белка определяли с использованием коммерческого набора Pierce BCA Protein Assay Kit (Thermo Scientific). Определение оптической плотности производили при длине волны 450 нм на планшетном спектрофотометре (BioRad xMark).Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) of brain tissue for the content of key cytokines IL-1 (ab100768), IL-10 (ab100765), TNF-α (ab100747) and TGF-β1 (ab119558) was performed using commercial kits from Abcam (USA). The rat brain was removed, the site was separated for morphological and immunohistochemical studies, and the rest of the material was immediately frozen in liquid nitrogen at -70 ° C. For analysis, glioma tissue was taken with the capture of brain matter within 5 mm from the edge. Tissue homogenates were prepared using a buffer: sucrose 0.25 M, Tris-HCl 0.01 M, EDTA 0.001 M, HEPES 0.01. All reagents manufactured by Sigma-Aldrich (Saint Louis, MO, USA). Lysis buffer was added to the tissue at the rate of 5 ml per 1 mg of tissue, tissue homogenization, centrifugation, and selection of the supernatant for analysis were performed. Protein content was determined using a commercial Pierce BCA Protein Assay Kit (Thermo Scientific). The optical density was determined at a wavelength of 450 nm on a tablet spectrophotometer (BioRad xMark).
8. Статистическая обработка результатов.8. Statistical processing of results.
Полученные данные подвергали обработке с использованием пакета Graph Pad Prism 4.00 (GraphPad Software Inc., US). По полученным данным вычисляли среднее арифметическое и его стандартное отклонение. Результаты представлены как M±SEM. Для парных выборок применяли t-критерий Стъюдента. Различия между группами считали достоверными при P<0,05. Анализ выживаемости проводили по Каплану-Майеру.The data was processed using Graph Pad Prism 4.00 software (GraphPad Software Inc., US). According to the obtained data, the arithmetic mean and its standard deviation were calculated. The results are presented as M ± SEM. For paired samples, Student t-test was used. Differences between groups were considered significant at P <0.05. Survival analysis was performed according to Kaplan-Mayer.
9. Анализ результатов.9. Analysis of the results.
Закономерности продукции TGF-β1 в ткани мозга на различных этапах опухолевого процесса.Patterns of TGF-β1 production in brain tissue at various stages of the tumor process.
Имплантация клеток глиомы приводила к быстрому формированию объемных опухолей, возвышающихся над конвекситальной поверхностью мозга в виде бледно-розового узла, контрастного цвету мозговой ткани. Развитие опухоли сопровождалось отеком и деформацией мозговых структур, сглаженностью основных борозд и извилин, сдавлением желудочков мозга и грубой деформацией мозговых структур.Implantation of glioma cells led to the rapid formation of bulky tumors towering above the convexital surface of the brain in the form of a pale pink node, contrasting with the color of the brain tissue. The development of the tumor was accompanied by edema and deformation of the brain structures, smoothness of the main grooves and convolutions, compression of the ventricles of the brain and a gross deformation of the brain structures.
На 14-й день эксперимента при морфологическом исследовании ткань глиомы была представлена скоплением неопластических клеток (фиг.1а) формирующих многочисленные кровеносные сосуды (фиг.1б). В некоторых участках опухолевого узла группировка клеток глиомы становилась более плотной и, концентрируясь вокруг кровеносных сосудов, они формировали плотные конгломераты в виде шаров или «розеток», ограниченных на периферии очагами некроза (фиг.1в). По периферии опухолевого узла клетки глиомы без четких границ вторгались в вещество мозга, содержащее многочисленные солитарные опухолевые элементы и вторичные конгломераты.On the 14th day of the experiment during morphological examination, glioma tissue was represented by an accumulation of neoplastic cells (Fig. 1a) forming numerous blood vessels (Fig. 1b). In some areas of the tumor node, the glioma cell group became denser and, concentrating around the blood vessels, they formed dense conglomerates in the form of balls or "rosettes", limited to the periphery by foci of necrosis (Fig. 1c). Along the periphery of the tumor node, glioma cells without clear boundaries invaded the brain substance containing numerous solitary tumor elements and secondary conglomerates.
Сформированная опухоль характеризовалась высокими темпами пролиферации. PCNA+ клетки (фиг.1г) были равномерно распределены в центре узла глиомы и прилежащем к опухоли веществе мозга, где были локализованы в кровеносных сосудах и формировали вторичные, сателлитные очаги. Развитие опухоли в головном мозге крыс сопровождалось интенсивной реакцией астроцитарной глии (фиг.1д, 1е). GFAP+ клетки с крупным телом и короткими отростками локализовались в прилежащей к опухоли ткани мозга, прилежащей к опухолевому узлу, а также на некотором расстоянии от него, и при этом отсутствовали в опухолевой ткани. В свою очередь, плотные скопления клеточных элементов иммунореактивных в отношении микроглия/макрофаг-специфического белка iba-1 выявлялись как в центре неопластического узла (фиг.1ж), так и на периферии опухоли (фиг.1з), а также в ткани мозга, кровеносных сосудах, окружающих опухоль.The formed tumor was characterized by high proliferation rates. PCNA + cells (Fig. 1d) were evenly distributed in the center of the glioma node and the brain substance adjacent to the tumor, where they were localized in the blood vessels and formed secondary, satellite foci. The development of a tumor in the brain of rats was accompanied by an intense reaction of astrocytic glia (Fig. 1e, 1e). GFAP + cells with a large body and short processes were localized in brain tissue adjacent to the tumor adjacent to the tumor node, as well as at a certain distance from it, and were absent in the tumor tissue. In turn, dense clusters of cell elements immunoreactive with respect to microglia / macrophage-specific iba-1 protein were detected both in the center of the neoplastic node (Fig.1g) and on the periphery of the tumor (Fig.1h), as well as in brain tissue, blood vessels surrounding the tumor.
На 28-е сутки эксперимента основное место в морфологической картине глиомы начинали занимать обширные зоны некроза (фиг.2а, 2б), содержавшие запустевшие кровеносные сосуды, окруженные скоплениями немногочисленных клеточных элементов. Интенсивность процессов пролиферации к этому времени резко снижалась, при этом PCNA+ клетки плотно группировались вдоль границ опухоли и выявлялись в участках инвазии в дистрофически измененное вещество мозга (фиг.2в, 2г). Локализация элементов астроцитарной глии не обнаруживала значимых различий в сравнении с 14-м днем наблюдений. GFAP+ клетки были локализованы вдоль края опухолевого очага (фиг.2д) имели звездчатую форму и многочисленные отростки, тесно контактирующие друг с другом.On the 28th day of the experiment, the main place in the morphological picture of glioma began to occupy large areas of necrosis (figa, 2b), containing desolate blood vessels, surrounded by clusters of a few cellular elements. The intensity of proliferation processes by this time sharply decreased, while PCNA + cells tightly grouped along the boundaries of the tumor and were detected in areas of invasion of dystrophicly altered brain matter (Figs. 2c, 2d). The localization of elements of astrocytic glia did not reveal significant differences in comparison with the 14th day of observations. GFAP + cells were localized along the edge of the tumor site (fig.2d) had a star shape and numerous processes that are closely in contact with each other.
Количество клеток микроглии в опухолевой ткани к 28-му дню наблюдений резко уменьшалось. Iba+ клетки в центре узла глиомы были распределены в форме очаговых скоплений или окружали зоны некроза формируя некое подобие «псевдопалисадных» структур (фиг.2е). В области инвазивного края опухоли группировка клеток микроглии значительно уплотнялась, образуя подобие ободка между тканью опухоли и веществом мозга (фиг.2ж, 2з), усеянном опухолевыми клетками. Снижение темпов пролиферации и количества клеток микроглии на фоне интенсивных процессов некроза в центре опухолевого узла к 28-у дню эксперимента сопровождалось увеличением содержания TGF-β1 в мозговой ткани (фиг.3г). В этой связи 28-е сутки были выбраны в качестве контрольной точки для продолжения эксперимента.The number of microglia cells in the tumor tissue sharply decreased by the 28th day of observation. Iba + cells in the center of the glioma node were distributed in the form of focal clusters or surrounded zones of necrosis forming a kind of “pseudo-palisade” structure (Fig. 2e). In the region of the invasive edge of the tumor, the group of microglia cells significantly compacted, forming a rim between the tumor tissue and the brain substance (Figs. 2g, 2h), which is dotted with tumor cells. The decrease in the proliferation rate and the number of microglia cells against the background of intensive necrosis processes in the center of the tumor node by the 28th day of the experiment was accompanied by an increase in the content of TGF-β1 in the brain tissue (Fig. 3d). In this regard, the 28th day was chosen as a control point to continue the experiment.
Рекрутирование аутологических мононуклеарных CD45+ клеток костного мозга в кровеносное русло животных с перевитой глиомой С6.Recruitment of autologous mononuclear CD45 + bone marrow cells into the bloodstream of animals with inoculated C6 glioma.
Введение Г-КСФ животным с глиомой С6 сопровождалось увеличением доли CD45+ клеток в общем числе лимфоцитов, рекрутированных в кровеносное русло. При этом среди мононуклеарных клеток костного мозга, иммунопозитивных в отношении мембранного антигена CD45, количество ГСК к 7 суткам эксперимента возросло более чем в 19 раз (фиг.4).Administration of G-CSF to animals with C6 glioma was accompanied by an increase in the proportion of CD45 + cells in the total number of lymphocytes recruited into the bloodstream. Moreover, among mononuclear bone marrow cells immunopositive for the membrane antigen CD45, the number of HSCs by 7 days of the experiment increased by more than 19 times (Fig. 4).
Влияние системной воспалительной реакции на продукцию TGF-β1 в опухолевом очаге при иммобилизации мононуклеарных CD45+ клеток костного мозга в кровоток крыс с глиомой С6.The effect of a systemic inflammatory response on the production of TGF-β1 in a tumor site during the immobilization of mononuclear CD45 + bone marrow cells into the bloodstream of rats with C6 glioma.
На 28-й день эксперимента у животных групп II (Г-КСФ) и IV (Г-КСФ +PT) было отмечено значимое (фиг.5a) увеличение числа PCNA+ клеток в опухолевой ткани по сравнению с контролем (группа I) и группой крыс, получавших только PT (группа III). Однако в отличие от контроля (фиг.2в, 2г), многочисленные PCNA+ клетки у крыс группы IV (Г-КСФ+PT) были рассредоточены по всей ткани опухолевого узла (фиг.6в) и плотно сгруппированы в зоне инвазии неопластических клеток в вещество мозга (фиг.6г).On the 28th day of the experiment, in animals of groups II (G-CSF) and IV (G-CSF + PT), there was a significant (Fig. 5a) increase in the number of PCNA + cells in the tumor tissue compared with the control (group I) and rat group receiving only PT (group III). However, in contrast to the control (Figs. 2c, 2d), numerous PCNA + cells in group IV rats (G-CSF + PT) were scattered throughout the tissue of the tumor node (Fig. 6c) and tightly grouped in the zone of invasion of neoplastic cells into the brain substance (Fig.6g).
Усиление пролиферации в опухолевой ткани у животных групп II (Г-КСФ) и IV (Г-КСФ +PT) сочеталось с увеличением площади окрашивания узла глиомы антителами против белка микроглии /макрофагов iba-1 (фиг.5б). В отличие от контроля (фиг.2е), клетки округлой и амебообразной формы были локализованы как в центре опухолевого узла (фиг.6в), так и в области инвазивного края опухоли (фиг.6г), а также визуализировались в прилежащем к опухоли веществе мозга. У крыс группы III, получивших только PT, общая архитектура реакции микроглии принципиальных отличий от контроля не имела.Enhanced proliferation in tumor tissue in animals of groups II (G-CSF) and IV (G-CSF + PT) was combined with an increase in the area of staining of the glioma site with antibodies against the microglia / macrophage protein iba-1 (Fig.5b). In contrast to the control (Fig. 2f), cells of a round and amoebiform shape were localized both in the center of the tumor node (Fig. 6c) and in the region of the invasive edge of the tumor (Fig. 6d), as well as visualized in the substance of the brain adjacent to the tumor. . In group III rats that received only PT, the general architecture of the microglia reaction did not differ fundamentally from the control.
На 28-е сутки эксперимента увеличение количества Iba1+ элементов микроглии в опухолевой ткани у крыс II и IV групп сопровождалось поляризацией популяций микроглии (фиг.5в, 5г). У крыс контрольной группы в ткани глиомы и веществе мозга, прилежащей непосредственно к опухолевому очагу, выявлялись единичные клетки микроглии, экспрессирующие маркер CD86, что указывало на низкий уровень презентации антигена в ткани мозга (фиг.7a). У животных групп II и III количество этих клеток заметно возрастало (фиг.5в), а максимума достигало у крыс группы IV, где многочисленные CD86+ клеточные элементы округлой, звездчатой или полигональной формы были плотно сгруппированы вдоль границ опухоли и активно вторгались в неопластическую ткань (фиг.7б).On the 28th day of the experiment, an increase in the number of Iba1 + microglia elements in the tumor tissue in rats of groups II and IV was accompanied by polarization of the microglia populations (Figs. 5c, 5d). In rats of the control group, single microglia expressing the CD86 marker were detected in glioma tissue and brain substance adjacent directly to the tumor site, indicating a low level of antigen presentation in brain tissue (Fig. 7a). In animals of groups II and III, the number of these cells increased markedly (Fig. 5c), and reached a maximum in rats of Group IV, where numerous CD86 + cellular elements of a round, star or polygonal shape were tightly grouped along the boundaries of the tumor and actively invaded neoplastic tissue (Fig. .7b).
Напротив, клетки, иммунопозитивные в отношении маннозного рецептора СD206, в большом количестве выявлялись в опухоли (фиг.7в) и прилежащей к опухолевому очагу ткани мозга (фиг.7г). Их количество несколько возрастало у крыс II группы, получавших Г-КСФ, однако у животных III и IV групп их количество было минимальным (фиг.5г).In contrast, cells immunopositive for the mannose receptor CD206 were detected in large numbers in the tumor (Fig. 7c) and in the brain tissue adjacent to the tumor focus (Fig. 7g). Their number increased slightly in group II rats treated with G-CSF, but in animals of group III and IV their number was minimal (Fig. 5g).
Иммуноферментный анализ выявил значительные различия в уровне ключевых про- и противовоспалительных цитокинов у крыс экспериментальных групп. К 28-у дню эксперимента у крыс контрольной группы содержание противовоспалительных цитокинов TGF-β1 (фиг.8а) и IL-10 (фиг.8б) в опухоли и прилежащей ткани мозга было максимальным. В группах II (Г-КСФ) и III (PT) содержание этих цитокинов достоверно снижалось и достигало минимума у крыс группы IV (Г-КСФ+PT). Подобный эффект сопровождался резким повышением содержания провоспалительных цитокинов TNFα (фиг.8в) и IL-1 (фиг.8г) у животных этой группы.Enzyme-linked immunosorbent assay revealed significant differences in the level of key pro- and anti-inflammatory cytokines in rats of experimental groups. By the 28th day of the experiment in rats of the control group, the content of anti-inflammatory cytokines TGF-β1 (figa) and IL-10 (fig.8b) in the tumor and adjacent brain tissue was maximum. In groups II (G-CSF) and III (PT), the content of these cytokines was significantly reduced and reached a minimum in rats of group IV (G-CSF + PT). A similar effect was accompanied by a sharp increase in the content of proinflammatory cytokines TNFα (Fig. 8c) and IL-1 (Fig. 8g) in animals of this group.
Сравнительное исследование выживаемости животных с глиомой С6.Comparative study of the survival of animals with glioma C6.
Животные всех экспериментальных групп показали повышение показателей выживаемости по сравнению с контрольной группой, однако наилучшие показатели были зарегистрированы у крыс группы IV (G-Г-КСФ +PT) (фиг.9).Animals of all experimental groups showed an increase in survival rates compared with the control group, but the best rates were recorded in rats of group IV (G-G-CSF + PT) (Fig. 9).
Подведение итогов.Summarizing.
Как следует из результатов эксперимента, стереотаксическая имплантация клеток глиомы С6 в мозг иммунокомпетентных крыс породы Вистар позволяет сформировать глиальную опухоль, которая характеризуется инвазивным ростом, высокой скорость пролиферации раковых клеток, интенсивным ангиогенезом и ранним появлением очагов некроза, что проявляет отнести ее к классу глиом высокой степени злокачественности согласно классификации Ste. Anne-Mayo System (SAMS), или Grade IV, в соответствие с критериями Всемирной Организации Здравоохранения.As follows from the results of the experiment, the stereotactic implantation of C6 glioma cells into the brain of immunocompetent Wistar rats allows the formation of a glial tumor, which is characterized by invasive growth, high proliferation of cancer cells, intense angiogenesis, and early appearance of foci of necrosis, which shows it to be classified as high-grade gliomas malignancy according to the classification of Ste. Anne-Mayo System (SAMS), or Grade IV, in accordance with the criteria of the World Health Organization.
Исключительно важно, что эта опухоль в своем развитии воспроизводит основные патофизиологические механизмы, характерные для МГБ. Так, несмотря на интенсивный ангиогенез, уже на 14-е сутки в опухоли формируются очаги некроза, на 28-е сутки наблюдается прогрессирующее увеличение площади этих зон некроза (фиг. 2a, 2б и 3a), которые начинают занимать основное место в морфологической картине, и снижение темпов пролиферации опухолевых клеток, что косвенно указывает на ключевую роль фактора гипоксии как основного регулятора морфологических изменений в опухолевой ткани.It is extremely important that this tumor in its development reproduces the basic pathophysiological mechanisms characteristic of MGB. So, despite intensive angiogenesis, already on the 14th day foci of necrosis are formed in the tumor, on the 28th day there is a progressive increase in the area of these zones of necrosis (Fig. 2a, 2b and 3a), which begin to occupy the main place in the morphological picture, and a decrease in the rate of proliferation of tumor cells, which indirectly indicates the key role of the hypoxia factor as the main regulator of morphological changes in tumor tissue.
При этом опухоль не погибает, а на границе опухоли с веществом мозга (фиг. 2в) наблюдается активная инвазия неопластических клеток и образование и сателлитных очагов.In this case, the tumor does not die, and at the border of the tumor with the substance of the brain (Fig. 2c), there is an active invasion of neoplastic cells and the formation of satellite foci.
Обращает на себя внимание, что пролиферация сохраняется на границах с неизменным веществом мозга (фиг.2в, 2г), где степень оксигенации выше, чем в центре опухолевого узла. В этом случае именно высокий уровень энергозатратной пролиферации множества клеток опухоли и становится, с одной стороны, причиной гипоксии и формирования очагов некроза, а с другой – индуктором синтеза TGF-β1 и VEGF в клетках глиомы. Первый, одновременно с противовоспалительными эффектами, стимулирует формирование структур межклеточного матрикса, в то время как второй фактор запускает ангиогенез, связанный именно со структурами матрикса, и провоцирует тем самым инвазию, что и подтверждается результатами морфологического анализа.It is noteworthy that proliferation is maintained at the borders with unchanged brain matter (Figs. 2c, 2d), where the degree of oxygenation is higher than in the center of the tumor node. In this case, it is precisely the high level of energy-consuming proliferation of many tumor cells that, on the one hand, causes hypoxia and the formation of foci of necrosis, and on the other hand, induces the synthesis of TGF-β1 and VEGF in glioma cells. The first, simultaneously with anti-inflammatory effects, stimulates the formation of structures of the intercellular matrix, while the second factor triggers angiogenesis associated with the structures of the matrix, and thereby provokes invasion, which is confirmed by the results of morphological analysis.
Уже эти результаты морфологического исследования являются достаточным основанием для углубленного анализа роли TGF-β1 в ходе опухолевого процесса и патофизиологического значения его усиленной продукции в области инвазивного края опухоли и веществе мозга.Already these results of the morphological study are sufficient grounds for an in-depth analysis of the role of TGF-β1 in the course of the tumor process and the pathophysiological significance of its enhanced production in the region of the invasive edge of the tumor and the brain substance.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139819A RU2722268C1 (en) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | Biotherapy method of laboratory rats with grafted glioblastoma |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139819A RU2722268C1 (en) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | Biotherapy method of laboratory rats with grafted glioblastoma |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2722268C1 true RU2722268C1 (en) | 2020-05-28 |
Family
ID=71067720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019139819A RU2722268C1 (en) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | Biotherapy method of laboratory rats with grafted glioblastoma |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2722268C1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7264820B2 (en) * | 1996-07-25 | 2007-09-04 | The Regents Of The University Of California | Cancer immunotherapy using autologous tumor cells combined with cells expressing a membrane cytokline |
RU2015110690A (en) * | 2012-08-26 | 2016-10-20 | Ксакс Кфт. | ANTI-TUMOR VACCINATION |
-
2019
- 2019-12-06 RU RU2019139819A patent/RU2722268C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7264820B2 (en) * | 1996-07-25 | 2007-09-04 | The Regents Of The University Of California | Cancer immunotherapy using autologous tumor cells combined with cells expressing a membrane cytokline |
RU2015110690A (en) * | 2012-08-26 | 2016-10-20 | Ксакс Кфт. | ANTI-TUMOR VACCINATION |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
BAUSERO, M. A. et al. Effective Immunization Against Neuroblastoma Using Double-Transduced Tumor Cells Secreting GM-CSF and Interferon-γ. Journal of Immunotherapy, 1996 Mar, 19(2), p. 113-124. * |
КОЗЛОВ В.А. Гранулоцитарный колониестимулирующий фактор: физиологическая активность, патофизиологические и терапевтические проблемы // Цитокины и Воспаление. - 2004 - Т.3 - N.2 - с.1-15. * |
КОЗЛОВ В.А. Гранулоцитарный колониестимулирующий фактор: физиологическая активность, патофизиологические и терапевтические проблемы // Цитокины и Воспаление. - 2004 - Т.3 - N.2 - с.1-15. BAUSERO, M. A. et al. Effective Immunization Against Neuroblastoma Using Double-Transduced Tumor Cells Secreting GM-CSF and Interferon-γ. Journal of Immunotherapy, 1996 Mar, 19(2), p. 113-124. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW592708B (en) | Vesicles, preparation process and use thereof | |
CA2267157C (en) | Cancer immunotherapy using tumor cells combined with mixed lymphocytes | |
US9694059B2 (en) | Ex vivo, fast and efficient process to obtain activated antigen-presenting cells that are useful for therapies against cancer and immune system-related diseases | |
TW585915B (en) | Methods for activating natural killer (NK) cells | |
WO2014075631A1 (en) | Method for preparing autologous tumor vaccine and use thereof | |
EP1530628B1 (en) | Process for the production of temperature-induced tumor cell lysates for use as immunogenic compounds | |
US20100092499A1 (en) | Alpha Thymosin Peptides as Cancer Vaccine Adjuvants | |
JP2004511503A (en) | Fusion cells and cytokine compositions for treating disease | |
Liang et al. | Antigen self-presenting nanovaccine for cancer immunotherapy | |
US8691568B2 (en) | Method for preparing cell populations with anti-tumor immune response activity | |
CA2555984A1 (en) | Combined immunotherapy of fusion cells and interleukin-12 for treatment of cancer | |
RU2722268C1 (en) | Biotherapy method of laboratory rats with grafted glioblastoma | |
TW202206591A (en) | Method for ex vivo expanding natural killer cells and natural killer t cells | |
Locy et al. | Dendritic cells: the tools for cancer treatment | |
KR101651171B1 (en) | Composition for treating hepatic cancer comprising mesenchymal stem cell transfected with IL-12 expressing vector and the treatment methods using the same | |
KR20040094635A (en) | Method of preparing tumor vaccine for the inducement of anti-tumor activity and a pharmaceutical composition containing the same | |
US20230173065A1 (en) | Composition for enhancing immune response by using activation function of dendritic cells of stromal vascular fractions isolated from adipose tissues | |
Xue et al. | Tumor-infiltrating B cells: Their dual mechanistic roles in the tumor microenvironment | |
WO2020032904A2 (en) | Cancer vaccine treatment by synchronously culturing and immunizing of autologous nk (natural killer) cells with autologous cancer cells | |
MXPA99003341A (en) | Cancer immunotherapy using tumor cells combined with mixed lymphocytes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210210 Effective date: 20210210 |