RU2727059C1 - Method of suppressing growth of tumours with genetically modified version of trail cytokine - Google Patents

Method of suppressing growth of tumours with genetically modified version of trail cytokine Download PDF

Info

Publication number
RU2727059C1
RU2727059C1 RU2019112838A RU2019112838A RU2727059C1 RU 2727059 C1 RU2727059 C1 RU 2727059C1 RU 2019112838 A RU2019112838 A RU 2019112838A RU 2019112838 A RU2019112838 A RU 2019112838A RU 2727059 C1 RU2727059 C1 RU 2727059C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
trail
growth
hct116
days
tumor
Prior art date
Application number
RU2019112838A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марине Эдуардовна Гаспарян
Анна Валерьевна Яголович
Дмитрий Александрович Долгих
Михаил Петрович Кирпичников
Артем Александрович Артыков
Татьяна Анатольевна Кармакова
Мария Сергеевна Воронцова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН)
Общество с ограниченной ответственностью "Манебио"
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 учреждение науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН), Общество с ограниченной ответственностью "Манебио" filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН)
Priority to RU2019112838A priority Critical patent/RU2727059C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2727059C1 publication Critical patent/RU2727059C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • A61K38/191Tumor necrosis factors [TNF], e.g. lymphotoxin [LT], i.e. TNF-beta
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/52Cytokines; Lymphokines; Interferons
    • C07K14/525Tumour necrosis factor [TNF]

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology; medicine.SUBSTANCE: invention refers to biotechnology and medicine, namely to oncology, and can be used for suppressing tumour growth in patients suffering colorectal cancer. Disclosed is a method for inhibiting the growth of colorectal cancer tumours in vivo by exposing a genetically modified version of the extracellular domain of TRAIL DR5-B recombinant protein, having an amino acid sequence as presented in SEQ ID NO. 1, on tumour-bearing animals, wherein DR5-B selectively binds to DR5 death receptor and causes death of tumour cells by apoptosis.EFFECT: tumour growth inhibition reaches 41-46 % and is stably maintained at a relatively high level during 15to 30day after the beginning of the exposure.1 cl, 5 dwg, 3 tbl, 3 ex

Description

Область, к которой относится изобретениеThe field to which the invention relates

Изобретение относится к медицине, фармацевтике, а именно к онкологии, для подавления роста колоректального рака с помощью рекомбинантного белкового препарата модифицированного варианта цитокина TRAIL DR5-B, мишенью которого является расположенный на клеточной поверхности рецептор смерти TRAIL (обозначенный в описании как DR5). DR5-B при связывании с рецептором DR5 вызывает апоптотическую гибель опухолевых клеток, не повреждая при этом нормальные клетки.The invention relates to medicine, pharmacy, namely to oncology, for suppressing the growth of colorectal cancer using a recombinant protein preparation of a modified version of the TRAIL DR5-B cytokine, the target of which is the TRAIL death receptor located on the cell surface (designated in the description as DR5). When DR5-B binds to the DR5 receptor, it causes apoptotic death of tumor cells without damaging normal cells.

Уровень техникиState of the art

Цитокин TRAIL (TNF related apoptosis inducing ligand) индуцирует апоптоз в трансформированных клеточных линиях, не оказывая воздействия на нормальные клетки. TRAIL представляет собой полипептид, состоящий из 281 аминокислотного остатка и является трансмембранным белком II типа, С-конец которого находится на внеклеточной поверхности. Установлено, что внеклеточный домен лиганда TRAIL может расщепляться металлопротеиназами и в небольших количествах присутствовать в растворимой форме в крови человека. Как и другие члены семейства фактора некроза опухоли (ФНО), белок TRAIL образует гомотримерную молекулу, которая связывается с соответствующими рецепторами смерти, инициируя каскад сигналов. Способность лиганда TRAIL индуцировать апоптоз главным образом опухолевых клеток, оказывая незначительное воздействие на нормальные клетки, делает его потенциально ценным кандидатом для применения в лечении злокачественных новообразований. Возможный спектр применения противоопухолевой терапии с использованием агонистов рецепторов смерти TRAIL очень широк, так как почти во всех типах опухолей экспрессируются рецепторы смерти TRAIL.The cytokine TRAIL (TNF related apoptosis inducing ligand) induces apoptosis in transformed cell lines without affecting normal cells. TRAIL is a polypeptide of 281 amino acid residues and is a type II transmembrane protein, the C-terminus of which is located on the extracellular surface. It has been established that the extracellular domain of the TRAIL ligand can be cleaved by metalloproteinases and present in small amounts in a soluble form in human blood. Like other members of the tumor necrosis factor (TNF) family, the TRAIL protein forms a homotrimeric molecule that binds to the corresponding death receptors, initiating a signaling cascade. The ability of the TRAIL ligand to induce apoptosis mainly in tumor cells, with little effect on normal cells, makes it a potentially valuable candidate for use in the treatment of malignant neoplasms. The possible range of application of antitumor therapy using TRAIL death receptor agonists is very wide, since TRAIL death receptors are expressed in almost all types of tumors.

В настоящее время идентифицированы по меньшей мере пять рецепторов TRAIL, из которых два, а именно DR4 (рецептор смерти 4, TRAIL-R1) и DR5 (рецептор смерти 5, TRAIL-R2), обладают способностью трансдуцировать сигнал апоптоза, а три других рецептора (TRAIL-R3, TRAIL-R4 и растворимый OPG) блокируют TRAIL-опосредуемый апоптоз, в связи с чем они получили название «рецепторов -ловушек».Currently, at least five TRAIL receptors have been identified, of which two, namely DR4 (death receptor 4, TRAIL-R1) and DR5 (death receptor 5, TRAIL-R2), have the ability to transduce an apoptosis signal, and three other receptors ( TRAIL-R3, TRAIL-R4 and soluble OPG) block TRAIL-mediated apoptosis, which is why they are called "trap receptors".

Несмотря на то, что рекомбинантный препарат TRAIL (лекарственное название Dulanermin) продемонстрировал высокую противоопухолевую активность в ряде экспериментальных исследований, его терапевтический эффект в клинических испытаниях ограничивался частичными ответами или стабилизацией заболевания. Таким образом, существует потребность создания специфических агонистов к DR5, которые будут с индуцировать гибель опухолевых клеток и подавлять рост опухолей для лечения соответствующих заболеваний.Despite the fact that the recombinant drug TRAIL (drug name Dulanermin) has shown high antitumor activity in a number of experimental studies, its therapeutic effect in clinical trials was limited to partial responses or disease stabilization. Thus, there is a need for the development of specific DR5 agonists that will induce tumor cell death and suppress tumor growth for the treatment of related diseases.

К сегодняшнему дню в зарубежных лабораториях было получено несколько DR5-специфических мутантных вариантов TRAIL. Известен способ получения мутантного варианта TRAIL DR5-8 с шестью заменами аминокислотных остатков, который связывается с рецептором смерти DR5, не проявляя аффинности к рецептору смерти DR4 (Kelley F.R. et al. Receptor-selective mutants of Apo2L/TRAIL reveal a greater contribution of DR5 than DR4 to apoptosis signaling. J. Biol. Chem., 2005, Vol. 280, pp. 2205-2212). Известен другой мутантный вариант TRAIL с двумя заменами аминокислотных остатков (D269H/E195R) с пониженной аффинностью к рецептору DR4 (Van der Sloot A.M. et al. Designed tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand variants initiating apoptosis exclusively via the DR5 receptor. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2006, V. 103, pp. 8634-8639). Противоопухолевая активность этого варианта, тестированная на модели ксенографта рака яичников человека А2780 у иммунодефицитных мышей, практически не отличалась от препарата TRAIL дикого типа. Тем не менее, препарат мутантного варианта TRAIL D269H/E195R совместно с цисплатином эффективнее ингибировал рост ксенографтов опухолей человека у животных. (Duiker E.W. et al. Enhanced antitumor efficacy ofa DR5specific TRAIL variant over recombinant human TRAIL in a bioluminescent ovarian cancer xenograft model. Clin. Cancer Res., 2009, Vol. 15, pp. 2048-2057).To date, several DR5-specific mutant TRAIL variants have been obtained in foreign laboratories. A known method of obtaining a mutant variant of TRAIL DR5-8 with six substitutions of amino acid residues, which binds to the death receptor DR5, showing no affinity for the death receptor DR4 (Kelley FR et al. Receptor-selective mutants of Apo2L / TRAIL reveal a greater contribution of DR5 than DR4 to apoptosis signaling J. Biol. Chem., 2005, Vol. 280, pp. 2205-2212). Another mutant variant of TRAIL with two substitutions of amino acid residues (D269H / E195R) with a reduced affinity for the DR4 receptor is known (Van der Sloot AM et al. Designed tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand variants initiating apoptosis exclusively via the DR5 receptor. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2006, V. 103, pp. 8634-8639). The antitumor activity of this variant, tested on the A2780 human ovarian cancer xenograft model in immunodeficient mice, practically did not differ from the wild-type TRAIL preparation. Nevertheless, the preparation of the TRAIL D269H / E195R mutant variant together with cisplatin more effectively inhibited the growth of human tumor xenografts in animals. (Duiker E. 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).

Недостатком известных мутантных вариантов TRAIL является их высокая аффинность к рецепторам ловушкам TRAIL DcR1 и DcR2, которые не только не проводят сигнал апоптоза, но и ингибируют цитотоксическую активность цитокина. Такие мутантные варианты могут эффективнее тормозить рост только тех опухолей, в которых экспрессия рецепторов ловушек отсутствует. Однако известно, что рецепторы ловушки экспрессируются в большинстве видов опухолевых клеток. Поэтому, для повышения противоопухолевой активности TRAIL необходимо получить такие мутантные варианты TRAIL, которые селективно нацелены только на рецепторы смерти DR4 или DR5. Известен способ получения мутантных вариантов TRAIL с пониженной аффинностью к рецепторам-ловушкам (O'Leary L. et al. Decoy receptors block TRAIL sensitivity at a supracellular level: the role of stromal cells in controlling tumour TRAIL sensitivity. Oncogene. 2016. Vol. 35, pp. 1261-1270), которые эффективнее приводят опухолевые клетки к гибели, по сравнению с TRAIL дикого типа. Противоопухолевая активность этих мутантов in vivo не была исследована.A disadvantage of the known TRAIL mutant variants is their high affinity for the TRAIL DcR1 and DcR2 trap receptors, which not only do not conduct the apoptosis signal, but also inhibit the cytotoxic activity of the cytokine. Such mutant variants can more effectively inhibit the growth of only those tumors in which the expression of decoy receptors is absent. However, it is known that decoy receptors are expressed in most types of tumor cells. Therefore, to increase the antitumor activity of TRAIL, it is necessary to obtain such mutant variants of TRAIL, which selectively target only the death receptors DR4 or DR5. A known method of obtaining mutant variants of TRAIL with reduced affinity for receptor-traps (O'Leary L. et al. Decoy receptors block TRAIL sensitivity at a supracellular level: the role of stromal cells in controlling tumor TRAIL sensitivity. Oncogene. 2016. Vol. 35 , pp. 1261-1270), which are more effective in killing tumor cells than wild-type TRAIL. The in vivo antitumor activity of these mutants has not been investigated.

Известен также способ подавления рака толстой кишки с помощью ситетических поливалентных пептидов, не имеющих гомологию с TRAIL b связывающихся с DR5 рецептором (V. PAVET et al. "Multivalent DR5 Peptides Activate the TRAIL Death Pathway and Exert Tumoricidal Activity". Cancer Research, 2010, v. 70, no. 3, p. 1 101-1110, DOI: 10.1158/0008-5472). Однако цитотоксическая активность этих пептидов уступал TRAIL in vitro. Кроме того, в последующих публикациях (J. Beyrath et al. Synthetic ligands of death receptor 5 display a cell-selective agonistic effect at different oligomerization levels. Oncotarget. 2016 v. 4, no. 7, p. 64942-64956. doi: 10.18632/oncotarget. 10508, Chekkat N et al. Relationship between the agonist activity of synthetic ligands of TRAIL-R2 and their cell surface binding modes. Oncotarget. 2018 v. 17, no. 9, p.15566-15578. doi: 10.18632/oncotarget.24526) авторы получившие указанные пептиды показали, что в то время как TRAIL способен эффективно убивать опухолевые клетки линии Jurkat или НСТ116, поливалентные пептиды не влияют на жизнеспособность данных клеток, так как образуют слабый комплекс с рецептором DR5 на поверхности этих клеток.There is also known a method for the suppression of colon cancer using synthetic polyvalent peptides that do not have homology with TRAIL b binding to the DR5 receptor (V. PAVET et al. "Multivalent DR5 Peptides Activate the TRAIL Death Pathway and Exert Tumoricidal Activity" Cancer Research, 2010, v. 70, no. 3, p. 1 101-1110, DOI: 10.1158 / 0008-5472). However, the cytotoxic activity of these peptides was inferior to TRAIL in vitro. In addition, in subsequent publications (J. Beyrath et al. Synthetic ligands of death receptor 5 display a cell-selective agonistic effect at different oligomerization levels. Oncotarget. 2016 v. 4, no. 7, p. 64942-64956. Doi: 10.18632 / oncotarget. 10508, Chekkat N et al. Relationship between the agonist activity of synthetic ligands of TRAIL-R2 and their cell surface binding modes. Oncotarget. 2018 v. 17, no. 9, p. 15566-15578. Doi: 10.18632 / oncotarget.24526), the authors who obtained these peptides showed that while TRAIL is capable of effectively killing Jurkat or HCT116 tumor cells, polyvalent peptides do not affect the viability of these cells, since they form a weak complex with the DR5 receptor on the surface of these cells.

Технической проблемой решаемой предлагаемым изобретением, является разработка способа противоопухолевого воздействия, основанного на TRAIL-опосредованной гибели опухолевых клеток, более эффективного, чем с использованием известных агонистов рецепторов смерти.The technical problem solved by the present invention is the development of a method of antitumor action based on TRAIL-mediated death of tumor cells, more effective than using known death receptor agonists.

Техническим результатом заявляемого изобретения является новый способ подавления роста опухолей колоректального рака с помощью генно-модифицированного варианта цитокина TRAIL DR5-B с повышенной противоопухолевой активностью.The technical result of the claimed invention is a new method for suppressing the growth of colorectal cancer tumors using a genetically modified version of the TRAIL DR5-B cytokine with increased antitumor activity.

Для решения указанной технической проблемой и достижения заявленного техничекого результата предложено использование генно-модифицированного рецептор-специфичного варианта внеклеточного домена рекомбинантного белка DR5-B, содержащего 6 замен аминокислотных остатков (SEQ ID NO 1).To solve this technical problem and achieve the claimed technical result, it is proposed to use a genetically modified receptor-specific variant of the extracellular domain of the recombinant DR5-B protein containing 6 substitutions of amino acid residues (SEQ ID NO 1).

Ранее авторами был получен уникальный вариант TRAIL DR5-B с заменами аминокислотных остатков Y189N/R191K/Q193R/H264R/I266L/D269H в белке TRAIL, который селективно связывается лишь с одним из пяти рецепторов TRAIL, рецептором смерти DR5 (Гаспарян М.Э. и др. Способ получения мутантного белка TRAIL человека. Патент РФ №2405038 от 27.11.2010). Исследования на линиях опухолевых клеток различного происхождения показали, что мутантный вариант DR5-B значительно эффективнее индуцирует апоптоз по сравнению с TRAIL дикого типа как при самостоятельном применении, так и в комбинации с химиопрепаратами (Гаспарян М.Э. и др. Способ индукции гибели опухолевых клеток, Патент РФ №2620165, от 23.05.2017).Previously, the authors obtained a unique variant of TRAIL DR5-B with substitutions of amino acid residues Y189N / R191K / Q193R / H264R / I266L / D269H in the TRAIL protein, which selectively binds to only one of the five TRAIL receptors, the DR5 death receptor (Gasparyan M.E. and etc. A method of obtaining mutant human TRAIL protein (RF Patent No. 2405038 dated November 27, 2010). Studies on tumor cell lines of various origins have shown that the mutant DR5-B variant induces apoptosis much more efficiently compared to wild-type TRAIL, both when used alone and in combination with chemotherapy drugs (Gasparyan M.E. et al. Method for inducing tumor cell death , RF patent No. 2620165, dated 23.05.2017).

Противоопухолевая эффективность DR5-B in vivo показана на модели подкожного ксенографта рака толстой кишки (РТК) человека НТ116 у мышей BALB/c nu/nu. Высокоочищенный рекомбинантный белок DR5-B получен из штамма Е. coli SHuffle В как описано ранее (Яголович А.В. и др. Новый эффективный способ получения рекомбинантного противоопухолевого цитокина TRAIL и его рецептор селективного варианта DR5-B. Биохимия, 2019, том. 84, вып. 6, с. 808-818).The in vivo antitumor efficacy of DR5-B has been demonstrated in the HT116 human subcutaneous colon cancer (RTK) xenograft model in BALB / c nu / nu mice. Highly purified recombinant protein DR5-B was obtained from the E. coli SHuffle B strain as described earlier (Yagolovich A.V. et al. A new effective method for producing the recombinant antitumor cytokine TRAIL and its receptor of the selective DR5-B variant. Biochemistry, 2019, vol. 84 , issue 6, pp. 808-818).

Исследованы два режима воздействия:Two modes of exposure have been investigated:

режим I - DR5-B или контрольное вещество вводили 10-кратно, в виде двух последовательных циклов ежедневных внутривенных введений, по 5 инъекций в каждом цикле, с интервалом 2 дня, общая продолжительность воздействия 12 дней;regimen I - DR5-B or control substance was injected 10 times, in the form of two consecutive cycles of daily intravenous injections, 5 injections in each cycle, with an interval of 2 days, total duration of exposure 12 days;

режим II - DR5-B или контрольное вещество вводили 7-кратно, дважды в неделю, с интервалом 2 или 3 дня, общая продолжительность воздействия 12 дней.regimen II - DR5-B or the control substance was administered 7 times, twice a week, with an interval of 2 or 3 days, for a total duration of 12 days.

Показано, что при многократном внутривенном введении DR5-B в режиме I, в разовой дозе 10 мг/кг (суммарная доза 100 мг/кг), у мышей с ксенографтом НСТ116 наблюдается статистически достоверное ингибирование роста опухоли, по сравнению с контрольной группой животных-опухоленосителей, получавших в том же режиме инъекции физиологического раствора. Величина торможения роста опухолей (ТРО) при этом составляет 41-48%. Воспроизводимость противоопухолевого эффекта установлена в трех независимых опытах. По обобщенным результатам независимых экспериментов, многократное внутривенное введение DR5-B в разовой дозе 10 мг/кг в режиме I приводит к статистически достоверному увеличению продолжительности жизни животных.It was shown that after repeated intravenous administration of DR5-B in mode I, at a single dose of 10 mg / kg (total dose of 100 mg / kg), statistically significant inhibition of tumor growth is observed in mice with HCT116 xenograft, compared with the control group of tumor-bearing animals , received in the same mode of injection of saline. The value of inhibition of tumor growth (TPO) is 41-48%. The reproducibility of the antitumor effect was established in three independent experiments. According to the generalized results of independent experiments, repeated intravenous administration of DR5-B at a single dose of 10 mg / kg in regimen I leads to a statistically significant increase in the life expectancy of animals.

Пролонгирование воздействия путем использования DR5-B в режиме II (разовая доза 10 мг/кг; суммарная доза 70 мг/кг) приводит к более глубокому торможению роста ксенографта НСТ116, величина ТРО достигает 50-70%. Однако существенного увеличения продолжительности терапевтического эффекта при этом не наблюдается. В целом, режимы I и II, отличающиеся длительностью интервалов между введениями препарата и продолжительностью воздействия, характеризуются сопоставимым уровнем результирующего противоопухолевого эффекта.Prolongation of exposure by using DR5-B in mode II (single dose 10 mg / kg; total dose 70 mg / kg) leads to a deeper inhibition of the growth of HCT116 xenograft, the TPO value reaches 50-70%. However, no significant increase in the duration of the therapeutic effect is observed. In general, regimens I and II, which differ in the duration of the intervals between drug injections and the duration of exposure, are characterized by a comparable level of the resulting antitumor effect.

Установлено, что противоопухолевый эффект воздействия зависит от дозы препарата DR5-B. Оптимальная разовая доза при внутривенном введении DR5-B на модели ксенографта РТК человека НСТ116 у мышей линии BALB/c nu/nu составляет 10 мг/кг.It was found that the antitumor effect of exposure depends on the dose of the DR5-B preparation. The optimal single dose for intravenous administration of DR5-B in the human RTK xenograft model HCT116 in BALB / c nu / nu mice is 10 mg / kg.

Показано, что DR5-B при системном введении в течении 10-ти дней в разовой дозе 10 мг/кг эффективнее подавляет рост ксенографта НСТ116, чем его немодифицированный аналог, TRAIL дикого типа.It has been shown that DR5-B, when administered systemically for 10 days at a single dose of 10 mg / kg, more effectively inhibits the growth of HCT116 xenograft than its unmodified analogue, wild-type TRAIL.

В сравнительном исследовании показано, что ксенографты РТК человека, полученные с использованием разных клеточных линий, отличаются по чувствительности к действию DR5-B. Так, при использовании DR5-B в оптимальной дозе в режиме I наиболее чувствительным к его действию является ксенографт НСТ116, менее чувствительным -ксенографт Сасо-2. Ксенографт НТ-29 может служить моделью опухоли не чувствительной к действию DR5-B.In a comparative study, it was shown that human RTK xenografts obtained using different cell lines differ in sensitivity to the action of DR5-B. Thus, when DR5-B is used at the optimal dose in mode I, xenograft HCT116 is the most sensitive to its action, while xenograft Saco-2 is less sensitive. Xenograft HT-29 can serve as a model of a tumor that is not sensitive to the action of DR5-B.

Изобретение иллюстрируют следующие рисунки:The invention is illustrated by the following figures:

Фигура 1. Действие DR5-B на рост ксенографтов РТК человека НСТ116 у мышей BALB/c nu/nu при многократном внутривенном введении в разовых дозах 2 мг/кг, 10 мг/кг и 25 мг/кг. Режим I - 10-ти кратное введение; два цикла ежедневных инъекций, продолжительность каждого цикла - 5 дней; интервал между циклами - 2 дня; общая продолжительность воздействия 12 дней. Режим II - 7-ми кратное введение, два раза в неделю, с интервалом между инъекциями 2 или 3 дня; общая продолжительность воздействия 22 дня. Каждая экспериментальная группа состоит из 5 животных. Данные представлены в виде среднего арифметического и стандартной ошибки среднего.Figure 1. The effect of DR5-B on the growth of human RTK xenografts HCT116 in BALB / c nu / nu mice after repeated intravenous administration in single doses of 2 mg / kg, 10 mg / kg and 25 mg / kg. Mode I - 10 times introduction; two cycles of daily injections, the duration of each cycle is 5 days; the interval between cycles is 2 days; the total duration of exposure is 12 days. Regimen II - 7-fold administration, twice a week, with an interval between injections of 2 or 3 days; the total duration of exposure is 22 days. Each experimental group consists of 5 animals. Data are presented as arithmetic mean and standard error of the mean.

Фигура 2. Продолжительность жизни мышей BALB/c nu/nu с ксенографтами РТК человека НСТ116 при многократном внутривенном введении DR5-B при разовых дозах 2 мг/кг, 10 мг/кг и 25 мг/кг. Режим I - 10-ти кратное введение; два цикла ежедневных инъекций, продолжительность каждого цикла - 5 дней; интервал между циклами - 2 дня; общая продолжительность воздействия 12 дней. Режим II - 7-ми кратное введение, два раза в неделю, с интервалом между инъекциями 2 или 3 дня; общая продолжительность воздействия 22 дня.Figure 2. Lifespan of BALB / c nu / nu mice with HCT116 human RTK xenografts after repeated intravenous administration of DR5-B at single doses of 2 mg / kg, 10 mg / kg and 25 mg / kg. Mode I - 10 times introduction; two cycles of daily injections, the duration of each cycle is 5 days; the interval between cycles is 2 days; the total duration of exposure is 12 days. Regimen II - 7-fold administration, twice a week, with an interval between injections of 2 or 3 days; the total duration of exposure is 22 days.

Фигура 3. Динамика роста опухоли у ксенографтов РТК человека НСТ116 у мышей BALB/c nu/nu при многократном внутривенном введении DR5-B в разовой дозе 10 мг/кг в режиме I (10-ти кратное введение; два цикла ежедневных инъекций, продолжительность каждого цикла - 5 дней; интервал между циклами - 1 день). Результаты трех независимых экспериментов. Каждая экспериментальная группа состоит из 5-6 животных. Данные представлены в виде среднего арифметического и стандартной ошибки среднего.Figure 3. Dynamics of tumor growth in xenografts of human RTK HCT116 in BALB / c nu / nu mice with multiple intravenous administration of DR5-B at a single dose of 10 mg / kg in regimen I (10-fold administration; two cycles of daily injections, the duration of each cycle - 5 days; interval between cycles - 1 day). Results of three independent experiments. Each experimental group consists of 5-6 animals. Data are presented as arithmetic mean and standard error of the mean.

Фигура 4. А - Цитотоксическая активность TRAIL и DR5-B на клетки линии НСТ116 при 24 часовой инкубации определенная с помощью МТТ теста; Б - Динамика роста ксенографтов РТК человека НСТ116 у мышей BALB/c nu/nu при многократном внутривенном введении TRAIL и DR5-B в разовых дозах 10 мг/кг в режиме I (10-ти кратное введение; два цикла ежедневных инъекций, продолжительность каждого цикла - 5 дней; интервал между циклами - 2 дня); В - Торможение роста опухолей (ТРО, %) в группах мышей, получавших TRAIL и DR5-B, относительно контрольной группы животных, которым вводили физиологический раствор. В экспериментах in vivo каждая группа состоит из 5 животных. Данные представлены в виде среднего арифметического и стандартной ошибки среднего.Figure 4. A - Cytotoxic activity of TRAIL and DR5-B on HCT116 cells after 24 hours of incubation, determined using the MTT test; B - Growth dynamics of human RTK xenografts HCT116 in BALB / c nu / nu mice with multiple intravenous administration of TRAIL and DR5-B in single doses of 10 mg / kg in mode I (10-fold administration; two cycles of daily injections, duration of each cycle - 5 days; interval between cycles - 2 days); C - Inhibition of tumor growth (TPO,%) in the groups of mice treated with TRAIL and DR5-B, relative to the control group of animals that were injected with saline. In in vivo experiments, each group consists of 5 animals. Data are presented as arithmetic mean and standard error of the mean.

Фигура 5. А - Цитотоксическая активность TRAIL и DR5-B на опухолевых клеточных линиях РТК человека НСТ116, Сасо-2 и НТ-29. Клетки инкубировали с лигандами в указанных концентрациях в течении 24 часов, выживаемость клеток определяли с помощью МТТ теста. Б - Динамика роста опухоли у ксенографтов РТК человека НСТ116, Сасо-2 и НТ-29 у мышей BALB/c nu/nu при многократном внутривенном введении DR5-B в разовой дозе 10 мг/кг в режиме I (10-ти кратное введение; два цикла ежедневных инъекций, продолжительность каждого цикла - 5 дней; интервал между циклами - 2 дня). Данные представлены в виде среднего арифметического и стандартной ошибки среднего.Figure 5. A - Cytotoxic activity of TRAIL and DR5-B on human RTK tumor cell lines HCT116, Caco-2 and HT-29. The cells were incubated with ligands at the indicated concentrations for 24 hours, cell survival was determined using the MTT test. B - Dynamics of tumor growth in xenografts of human RTK HCT116, Caco-2 and HT-29 in BALB / c nu / nu mice with multiple intravenous administration of DR5-B at a single dose of 10 mg / kg in regimen I (10-fold administration; two cycles of daily injections, the duration of each cycle is 5 days; the interval between cycles is 2 days). Data are presented as arithmetic mean and standard error of the mean.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Осуществление заявляемого изобретения иллюстрируется приведенными ниже примерами 1-3.The implementation of the claimed invention is illustrated by the following examples 1-3.

Пример 1.Example 1.

Влияние DR5-B на рост ксенографтов рака толстой кишки человека НСТ116 у мышей BALB/c nu/nu при многократном внутривенном введенииInfluence of DR5-B on the growth of HCT116 human colon cancer xenografts in BALB / c nu / nu mice after repeated intravenous administration

Для получения ксенографта использовали культивируемые клетки РТК человека линии НСТ116. Клетки культивировали в пластиковых флаконах с площадью поверхности 75 см2 (Costar, США) на среде DMEM с L-глутамином (ПанЭко, Россия) с добавлением 10% эмбриональной телячьей сыворотки (ЭТС; ПанЭко, Россия) в стандартных условиях культивирования (в увлажненной атмосфере при температуре 37°С и 5% атмосферном содержании СО2).To obtain a xenograft, cultured human RTK cells of the HCT116 line were used. Cells were cultured in plastic bottles with a surface area of 75 cm 2 (Costar, USA) in DMEM medium with L-glutamine (PanEco, Russia) with 10% fetal bovine serum (FBS; PanEco, Russia) under standard culturing conditions (in a humidified atmosphere at a temperature of 37 ° C and 5% atmospheric CO 2 ).

Для прививки животным использовали клетки 8 пассажа. Непосредственно перед прививкой животным клетки снимали с флаконов раствором Версена (ПанЭко, Россия), отмывали в среде, не содержащей ЭТС, и переносили в стерильные пробирки. Осаждение клеток проводили на центрифуге "СМ-6М Elmi" при 1000 об/мин в течение 10 мин. Подсчет количества жизнеспособных клеток выполняли в камере Горяева, с добавлением к клеточной суспензии 0,4% раствора трипанового синего в объемном соотношении 1:1. На основании результатов подсчета готовили клеточную суспензию с концентрацией 8×107 клеток в 1 мл. Клетки инокулировали животным в Матригеле (BD Matrigel™ Basement Membrane Matrix, BD Biosciences). Для введения животным 50 мкл клеточной суспензии (4×106 клеток) переносили в охлажденную пробирку, содержащую 50 мкл Матригеля и после перемешивания клеточный материал (100 мкл) вводили животному подкожно, на правый бок.The cells of passage 8 were used for grafting animals. Immediately before inoculation with animals, the cells were removed from the vials with a Versene solution (PanEko, Russia), washed in a medium without ETS, and transferred into sterile tubes. The cells were sedimented in a CM-6M Elmi centrifuge at 1000 rpm for 10 min. The counting of the number of viable cells was performed in a Goryaev chamber, with the addition of 0.4% trypan blue solution to the cell suspension in a 1: 1 volumetric ratio. Based on the counting results, a cell suspension was prepared with a concentration of 8 × 10 7 cells per ml. The cells were inoculated to animals in Matrigel (BD Matrigel ™ Basement Membrane Matrix, BD Biosciences). For the introduction of animals, 50 μl of the cell suspension (4 × 10 6 cells) was transferred into a cooled test tube containing 50 μl of Matrigel, and after mixing, the cell material (100 μl) was injected subcutaneously on the right side of the animal.

Воздействие начинали на 6-й день роста ксенографта опухоли. DR5-B и контрольное вещество вводили мышам внутривенно, в хвостовую вену. Объем введения препарата животным рассчитывали на основании средней массы тела животных в группе, в соответствии с дозой препарата.The exposure began on the 6th day of tumor xenograft growth. DR5-B and a control substance were injected intravenously into the mice in the tail vein. The volume of administration of the drug to animals was calculated on the basis of the average body weight of animals in the group, in accordance with the dose of the drug.

Использовали два режима воздействия:We used two modes of exposure:

- режим I: введение осуществляют ежедневно, в течение 10 дней (с перерывом 2 дня), в разовых дозах 2 мг/кг, 10 мг/кг и 25 мг/кг. Контрольным животным в том же режиме вводят 0,9% раствор хлористого натрия (физиологический раствор) в объеме, эквивалентном объему введения наибольшей дозы. Общая продолжительность воздействия составляет 12 дней.- mode I: administration is carried out daily for 10 days (with a break of 2 days), in single doses of 2 mg / kg, 10 mg / kg and 25 mg / kg. Control animals in the same regimen are injected with 0.9% sodium chloride solution (saline) in a volume equivalent to the volume of administration of the highest dose. The total duration of exposure is 12 days.

- режим II: введение осуществляют два раза в неделю, с интервалами 2 или 3 дня, в разовых дозах 2 мг/кг, 10 мг/кг и 25 мг/кг. Контрольным животным в том же режиме вводят физиологический раствор в объеме, эквивалентном объему введения наибольшей дозы. Общая продолжительность воздействия составляет 22 дня.- regimen II: the introduction is carried out twice a week, at intervals of 2 or 3 days, in single doses of 2 mg / kg, 10 mg / kg and 25 mg / kg. Control animals in the same regimen are injected with physiological solution in a volume equivalent to the volume of administration of the highest dose. The total duration of exposure is 22 days.

В течение времени наблюдения проводили оценку общего состояния мышей (ежедневно), регистрировали объем подкожных образований (три раза в неделю), вес животных (раз в неделю). Размер опухоли измеряли трижды в неделю. Размер опухоли определяли путем чрезкожного измерения опухолевых образований при помощи штангенциркуля в трех взаимно перпендикулярных проекциях. Объем опухоли рассчитывали по формуле: V=d1×d2×d3 мм3, где d1, d2 и d3 - три взаимно перпендикулярных диаметра опухоли. По результатам измерения рассчитывали средний объем опухоли в каждой экспериментальной группе и величину торможения роста опухоли (ТРО):During the observation period, the general condition of the mice was assessed (daily), the volume of subcutaneous formations (three times a week), the weight of the animals (once a week) were recorded. Tumor size was measured three times a week. The size of the tumor was determined by percutaneous measurement of tumor formations using a caliper in three mutually perpendicular projections. Tumor volume was calculated using the formula: V = d 1 × d 2 × d 3 mm 3 , where d 1 , d 2 and d 3 are three mutually perpendicular diameters of the tumor. According to the measurement results, the average tumor volume in each experimental group and the amount of tumor growth inhibition (TPO) were calculated:

ТРО=[(Vк-Vоп)/Vк]×100%, гдеTPO = [(Vk-Vop) / Vk] × 100%, where

Vоп - средний объем опухоли у животных в опытной группе; Vк - средний объем опухоли у животных в контрольной группе.Vop - the average tumor volume in animals in the experimental group; Vk is the average tumor volume in animals in the control group.

При внутривенном введении животным DR5-B в разовой дозе 10 мг/кг в режиме I (суммарная доза 100 мг/кг) наблюдали статистически достоверное ингибирование роста ксенографта НСТ116. Величина ТРО в период от 8-х до 20-х суток после начала воздействия, по сравнению с группой животных, получавших в том же режиме инъекции физиологического раствора, в среднем составляла 41-48% (Фиг. 1, Режим I). При снижении разовой дозы препарата до 2 мг/кг (суммарная доза 20 мг/кг) выраженность эффекта в режиме I существенно снижалась, а повышение разовой дозы до 25 мг/кг (суммарная доза 250 мг/кг) - не оказывало ингибирующего действия на рост опухолей у животных.After intravenous administration of DR5-B to animals at a single dose of 10 mg / kg in regimen I (total dose of 100 mg / kg), statistically significant inhibition of HCT116 xenograft growth was observed. The value of TPO in the period from 8 to 20 days after the start of exposure, in comparison with the group of animals that received in the same mode of injection of saline, averaged 41-48% (Fig. 1, Mode I). With a decrease in a single dose of the drug to 2 mg / kg (total dose 20 mg / kg), the severity of the effect in regimen I significantly decreased, and an increase in a single dose to 25 mg / kg (total dose 250 mg / kg) did not have an inhibitory effect on growth tumors in animals.

При внутривенном введении DR5-B в разовой дозе 10 мг/кг в режиме II (суммарная доза 70 мг/кг) наблюдали тенденцию к более глубокому торможению роста опухоли. Величина ТРО в период от 6-х до 15-х суток после начала воздействия, по сравнению с группой животных, получавших инъекции физиологического раствора в том же режиме, достигала 50-70%. Однако увеличение общей продолжительности воздействия, по сравнению с режимом I, не приводило к существенному пролонгированию противоопухолевого эффекта (Фиг. 1, Режим II). При использовании данного режима воздействия также наблюдалась зависимость противоопухолевого эффекта от дозы DR5-B.With intravenous administration of DR5-B at a single dose of 10 mg / kg in regimen II (total dose 70 mg / kg), a tendency towards deeper inhibition of tumor growth was observed. The value of TPO in the period from 6 to 15 days after the start of exposure, in comparison with the group of animals that received injections of saline in the same mode, reached 50-70%. However, an increase in the total duration of exposure, compared with mode I, did not lead to a significant prolongation of the antitumor effect (Fig. 1, Mode II). When using this mode of exposure, a dependence of the antitumor effect on the dose of DR5-B was also observed.

Многократное внутривенное введение препарата DR5-B удовлетворительно переносилось животными. Реакций на введение препарата не отмечено.Repeated intravenous administration of DR5-B preparation was satisfactorily tolerated by the animals. There were no reactions to the drug administration.

Таким образом, на модели ксенографта РТК человека НСТ116 у иммунодефицитных мышей оптимальная разовая доза DR5-B при его внутривенном введении составляет 10 мг/кг. Режимы I и II, отличающиеся длительностью интервалов между введениями DR5-B и продолжительностью воздействия, характеризуются сопоставимым уровнем результирующего противоопухолевого эффекта.Thus, on the HCT116 human RTK xenograft model in immunodeficient mice, the optimal single dose of DR5-B when administered intravenously is 10 mg / kg. Regimes I and II, differing in the duration of the intervals between the injections of DR5-B and the duration of exposure, are characterized by a comparable level of the resulting antitumor effect.

Продолжительность жизни мышей BALB/c nu/nu с ксенографтами НСТ116 в опытных и контрольных группах прослежена до конечной точки наблюдения, которая определялась состоянием животных-опухоленосителей. Условиями выполнения немедленной эвтаназии являлось: снижение веса животного более чем на 20%; увеличение поперечного размера опухоли до 18 мм; появление выраженного некроза или изъязвления на поверхности опухоли. Результаты наблюдения показывают, что продолжительность жизни мышей, получавших внутривенные инъекции DR5-B в режиме I, превышает продолжительность жизни животных в контрольной группе (Фиг. 2). По обобщенным результатам трех независимых экспериментов, средняя продолжительность жизни мышей, в группах, получавших DR5-B составила 45,2±9,6 дней со времени инокуляции опухолевых клеток, в контрольной группе животных - 34,5±7,3 дней (р=0,0016, t-критерий Стьюдента).The lifespan of BALB / c nu / nu mice with HCT116 xenografts in the experimental and control groups was traced to the endpoint of observation, which was determined by the state of the tumor-bearing animals. The conditions for immediate euthanasia were: weight reduction of the animal by more than 20%; an increase in the transverse size of the tumor up to 18 mm; the appearance of severe necrosis or ulceration on the surface of the tumor. The observation results show that the lifespan of the mice treated with intravenous injections of DR5-B in regimen I exceeds the lifespan of animals in the control group (Fig. 2). According to the generalized results of three independent experiments, the average lifespan of mice in the groups receiving DR5-B was 45.2 ± 9.6 days from the time of inoculation of tumor cells, in the control group of animals - 34.5 ± 7.3 days (p = 0.0016, Student's t-test).

Наличие противоопухолевой активности DR5-B при его внутривенном введении в режиме I в разовой дозе 10 мг/кг на модели ксенографта НСТ116 подтверждено в трех независимых экспериментах, выполненных в разное время (Фиг. 3).The antitumor activity of DR5-B when administered intravenously in regimen I at a single dose of 10 mg / kg on the HCT116 xenograft model was confirmed in three independent experiments performed at different times (Fig. 3).

Таким образом, DR5-B при системном многократном введении в разовой дозе 10 мг/кг (суммарная доза 100 мг/кг) воспроизводимо приводит к умеренно выраженному, но статистически достоверному торможению роста подкожного ксенографта РТК человека НСТ116 у иммунодефицитных мышей. Величина ТРО варьирует в диапазоне 42-49% и удерживается на достигнутом уровне на протяжении не менее двух недель после окончания лечения животных.Thus, systemic repeated administration of DR5-B at a single dose of 10 mg / kg (total dose 100 mg / kg) reproducibly leads to a moderately pronounced, but statistically significant inhibition of the growth of subcutaneous human RTK xenograft HCT116 in immunodeficient mice. The TPO value varies in the range of 42-49% and is kept at the achieved level for at least two weeks after the end of the treatment of animals.

Пример 2.Example 2.

Сравнительный анализ действия TRAIL и DR5-B на клетки РТК человека НСТ116 in vitro и рост ксенографтов НСТ116 in vivo у мышей BALB/c nu/nu.Comparative analysis of the effect of TRAIL and DR5-B on human PTK cells HCT116 in vitro and the growth of HCT116 xenografts in vivo in BALB / c nu / nu mice.

После вывода культуры из криохранения и перехода в режим наращивания клеточной массы клеточная линия НСТ116 проявляет устойчивый рост: время удвоения клеточной массы составляет около 24 часов, периодичность пересева - 2 раза в неделю, количество клеток во флаконе с площадью поверхности 75 см2 при достижении конфлюэнтного монослоя - от 11×106 до 13×106. Для исследования биологической активности препаратов линия клеток колоректальной карциномы НСТ116 культивируют в питательной среде DMEM, содержащей 10% (v/v) бычьей эмбриональной сыворотки при 37°С в атмосфере 5% СО2. Клетки переносят в стерильные 96-луночные планшеты (1×105 клеток на лунку для НСТ116 и инкубируют с препаратами TRAIL (SEQ ID NO 2) и DR5-B (SEQ ID NO 1) в течение 24 ч. Для определения жизнеспособности клеток добавляют МТТ (3-[4,5-диметилтиазол-2]-2,5-дифенил тетразолия бромид) в конечной концентрации 0,5 мг/мл и инкубируют в течение 3 ч при 37°С. Планшеты центрифугируют при 3000 об/мин («ELMI», Латвия) в течение 5 мин, удаляют надосадочную жидкость, в каждую лунку добавляют диметилсульфоксид (ДМСО) и оптическую плотность содержимого лунок измеряют с помощью планшетного спектрофотометра iMark («Bio-Rad», США) при длине волны 450 нм с вычитанием фона при 655 нм. Уровень ингибирования роста культуры (ИР) вычисляют по формуле:After removing the culture from cryostorage and switching to the mode of increasing the cell mass, the HCT116 cell line shows stable growth: the time for doubling the cell mass is about 24 hours, the frequency of reseeding is 2 times a week, the number of cells in a vial with a surface area of 75 cm 2 upon reaching a confluent monolayer - from 11 × 10 6 to 13 × 10 6 . To study the biological activity of the preparations, the HCT116 colorectal carcinoma cell line was cultivated in a DMEM nutrient medium containing 10% (v / v) fetal bovine serum at 37 ° C in an atmosphere of 5% CO 2 . Cells are transferred to sterile 96-well plates (1 x 10 5 cells per well for HCT116 and incubated with TRAIL (SEQ ID NO 2) and DR5-B (SEQ ID NO 1) preparations for 24 hours. MTT is added to determine cell viability (3- [4,5-dimethylthiazole-2] -2,5-diphenyl tetrazolium bromide) at a final concentration of 0.5 mg / ml and incubated for 3 hours at 37 ° C. The plates are centrifuged at 3000 rpm (" ELMI ", Latvia) for 5 min, the supernatant is removed, dimethyl sulfoxide (DMSO) is added to each well, and the optical density of the well contents is measured using an iMark plate spectrophotometer (Bio-Rad, USA) at a wavelength of 450 nm with background subtraction at 655 nm The level of culture growth inhibition (IR) is calculated by the formula:

ИР (%)=[(ODк-ODo)/ODк]*100%, где ODo и ODк - средняя оптическая плотность раствора формазана в опытных и контрольных лунках, соответственно.IR (%) = [(ODk-ODo) / ODk] * 100%, where ODo and ODk are the average optical density of the formazan solution in the test and control wells, respectively.

Для расчета величины ИК50, (концентрации тестируемого вещества, при которой наблюдается 50% ингибирование роста культуры клеток in vitro) строят кривую роста зависимости ингибирования пролиферации клеточной культуры от концентрации препарата.To calculate the IC 50 value (the concentration of the test substance at which 50% inhibition of cell culture growth in vitro is observed), a growth curve of the dependence of inhibition of cell culture proliferation on the drug concentration is constructed.

В результате проведенных исследований установлено, что внесение в культуральную среду DR5-B в концентрациях от 1 нг/мл до 500 нг/мл приводит к биологически значимому торможению роста культуры НСТ116. Величина максимального ингибирования пролиферации для DR5-B составляет 79%, а для TRAIL 72% (Фиг. 4). В указанных условиях величина ИК50, для DR5-B составляет 0,886±0,033 нг/мл, тогда как для TRAIL 23,004±0,3 нг/мл, что в 28,75 раз выше по сравнению с ИК50 рассчитанной для DR5-B. Таким образом, DR5-B более эффективно приводит к гибели клетки линии НСТ116, по сравнению с TRAIL.As a result of the studies, it was found that the introduction of DR5-B into the culture medium at concentrations from 1 ng / ml to 500 ng / ml leads to a biologically significant inhibition of the growth of the HCT116 culture. The maximum inhibition of proliferation for DR5-B is 79%, and for TRAIL 72% (Fig. 4). Under these conditions, the IC 50 for DR5-B is 0.886 ± 0.033 ng / ml, while for TRAIL it is 23.004 ± 0.3 ng / ml, which is 28.75 times higher than the IC 50 calculated for DR5-B. Thus, DR5-B more effectively leads to the death of the HCT116 cell as compared to TRAIL.

Сравнительный анализ противоопухолевой активности TRAIL и DR5-B проводили на модели ксенографта НСТ116 у мышей BALB/c nu/nu. Методика подготовки модели и оценки результатов описаны в примере 1. Исследуемые вещества вводили животным в дозе 10 мг/кг в течении 10 дней, ежедневно с перерывом в 2 дня после пятой инъекции. Показано, что, по сравнению с TRAIL, DR5-B более эффективно подавляет рост ксенографта НСТ116 (Фиг. 4). В группе мышей-опухоленосителей, получавших DR5-B, максимальная величина ТРО варьировала в диапазоне 41-46%, а на завершающий срок наблюдения (33-й день от начала воздействия) составила 33%. В группе мышей, которым в той же дозе и в том же режиме вводили TRAIL, максимальная величина ТРО не превышала 25%, а на завершающий срок наблюдения составила 8%.Comparative analysis of the antitumor activity of TRAIL and DR5-B was carried out on the HCT116 xenograft model in BALB / c nu / nu mice. The procedure for preparing the model and evaluating the results are described in example 1. The test substances were administered to animals at a dose of 10 mg / kg for 10 days, every day with a break of 2 days after the fifth injection. It was shown that, compared to TRAIL, DR5-B more effectively inhibits the growth of HCT116 xenograft (Fig. 4). In the group of tumor-bearing mice treated with DR5-B, the maximum TPO value varied in the range of 41-46%, and at the end of observation (day 33 from the start of exposure) it was 33%. In the group of mice that received TRAIL at the same dose and in the same regimen, the maximum TPO value did not exceed 25%, and at the end of the observation period was 8%.

Таким образом, совокупность данных, полученных in vitro и in vivo, свидетельствует о том, что противоопухолевая активность цитокина TRAIL существенно увеличивается при внесении аминокислотных замен Y189N/R191K/Q193R/H264R/I266L/D269H, повышающих селективность белка к рецептору DR5.Thus, the totality of data obtained in vitro and in vivo indicates that the antitumor activity of the TRAIL cytokine significantly increases with the introduction of amino acid substitutions Y189N / R191K / Q193R / H264R / I266L / D269H, which increase the selectivity of the protein to the DR5 receptor.

Пример 3Example 3

Сравнительное исследование чувствительности клеток РТК человека НСТ116, НТ-29 и Сасо-2 in vitro и модельных опухолей НСТ116, НТ-29 и Сасо-2 in vivo к действию DR5-B.Comparative study of the sensitivity of human RTK cells HCT116, HT-29 and Caco-2 in vitro and model tumors HCT116, HT-29 and Caco-2 in vivo to the action of DR5-B.

Клетки РТК человека НСТ116, НТ-29 и Сасо-2 культивируют в пластиковых флаконах с площадью поверхности 75 см2 (Costar, США) в среде DMEM с L-глутамином (ПанЭко, Россия) с добавлением 10% эмбриональной телячьей сыворотки (ЭТС; ПанЭко, Россия) в стандартных условиях культивирования (в увлажненной атмосфере при температуре 37×С и 5% атмосферном содержании CO2).Human RTK cells HCT116, HT-29, and Caco-2 are cultured in plastic flasks with a surface area of 75 cm 2 (Costar, USA) in DMEM medium with L-glutamine (PanEko, Russia) supplemented with 10% fetal calf serum (FBS; PanEco , Russia) under standard cultivation conditions (in a humidified atmosphere at a temperature of 37 ° C and 5% atmospheric CO 2 ).

Цитотоксическую активность исследуемых веществ определяют с помощью МТТ теста, как описано в Примере 2.The cytotoxic activity of the test substances is determined using the MTT test as described in Example 2.

Результаты тестирования in vitro показывают, что клетки НСТ116 чувствительны как к TRAIL, так и к DR5-B, однако эффективные концентрации DR5-B в 30 раз меньше, чем эффективные концентрации TRAIL (Фиг. 5А). Клетки линии Сасо-2, а также НТ-29 практически не погибают под воздействием TRAIL, тогда как DR5-B при концентрациях выше 100 нг/мл тормозит рост клеток Сасо-2 на 60%, клеток НТ-29 - на 27% (Фиг. 5А).The results of in vitro testing show that HCT116 cells are sensitive to both TRAIL and DR5-B, however, the effective concentrations of DR5-B are 30 times less than the effective concentrations of TRAIL (Fig. 5A). Cells of the Caco-2 line, as well as HT-29 practically do not die under the influence of TRAIL, while DR5-B at concentrations above 100 ng / ml inhibits the growth of Caco-2 cells by 60%, HT-29 cells - by 27% (Fig. . 5A).

Исследование противоопухолевой активности DR5-B in vivo выполнено на моделях ксенотрансплантатов НСТ116, НТ-29 и Сасо-2 у мышей BALB/c nu/nu. Получение модели НСТ116 описано в Примере 1. Для получения ксенографта Сасо-2 опухолевые клетки инокулировали мышам подкожно, в Матригеле, в количестве 5×106 клеток на мышь, по той же методике. Клетки НТ-29 (3×106 клеток на мышь) инокулировали подкожно, на правый бок, в 100 мкл среды DMEM без эмбриональной телячьей сыворотки.The study of the antitumor activity of DR5-B in vivo was carried out using models of HCT116, HT-29 and Caco-2 xenografts in BALB / c nu / nu mice. The preparation of model HCT116 is described in Example 1. To obtain a Caco-2 xenograft, tumor cells were inoculated subcutaneously in mice in Matrigel, in an amount of 5 × 10 6 cells per mouse, according to the same procedure. HT-29 cells (3 × 10 6 cells per mouse) were inoculated subcutaneously, on the right side, in 100 μl of DMEM medium without fetal calf serum.

На моделях НСТ116 и НТ-29 воздействие начинали на 6-й день роста опухоли, на модели Сасо-2 - на 14-й день роста опухоли. DR5-B и контрольное вещество мышам вводили внутривенно, в хвостовую вену. Введение осуществляли в режиме I (см. Пример 1) двумя циклами по 5 дней каждый, с перерывом 2 дня (для НСТ116 и НТ-29) или 1 день (для Сасо-2). Разовая доза DR5-B составляла 10 мг/кг. Контрольным животным в том же режиме вводили 0,9% раствор хлористого натрия (физиологический раствор) в объеме, эквивалентном объему введения DR5-B.On the HCT116 and HT-29 models, the effect was started on the 6th day of tumor growth, on the Caco-2 model, on the 14th day of tumor growth. DR5-B and a control substance were injected intravenously into the mice in the tail vein. The introduction was carried out in mode I (see Example 1) in two cycles of 5 days each, with a break of 2 days (for HCT116 and HT-29) or 1 day (for Saco-2). A single dose of DR5-B was 10 mg / kg. Control animals in the same regimen were injected with 0.9% sodium chloride solution (saline) in a volume equivalent to the volume of DR5-B administration.

Опухоли НСТ-116 и НТ29 измеряли дважды в неделю, опухоли Сасо-2 - один раз в неделю. Размер опухолей определяли, как описано в Примере 1. В течение времени наблюдения проводили оценку общего состояния мышей (ежедневно), регистрировали объем подкожных образований (два раза в неделю для НСТ116 и НТ-29; раз в 7-10 дней для Сасо-2), вес животных (раз в неделю).Tumors HCT-116 and HT29 were measured twice a week, tumors Caco-2 - once a week. The size of the tumors was determined as described in Example 1. During the observation time, the general condition of the mice was assessed (daily), the volume of subcutaneous formations was recorded (twice a week for HCT116 and HT-29; once every 7-10 days for Caco-2) , weight of animals (once a week).

Результаты оценки динамики роста ксенографтов опухолей НСТ116, НТ-29 и Сасо-2 у мышей в опытных группах, получавших курсовое лечение препаратом DR5-B, и у животных в контрольных группах, которым в том же режиме вводили физиологический раствор, представлены на Фигуре 5Б. Продолжительность наблюдения за животными с ксенографтами НСТ116 и НТ-29 от начала воздействия составляла 30 дней (после завершения курса воздействия - 18 дней). Наблюдение за животными с ксенографтами Сасо-2 от начала воздействия составляла 68 дней (после завершения курса воздействия - 57 дней).The results of evaluating the dynamics of growth of HCT116, HT-29 and Caco-2 tumor xenografts in mice in the experimental groups receiving a course of treatment with DR5-B and in animals in the control groups that were injected with saline in the same regimen are shown in Figure 5B. The duration of observation of animals with HCT116 and NT-29 xenografts from the beginning of exposure was 30 days (after the completion of the exposure course - 18 days). Observation of animals with Saco-2 xenografts from the beginning of exposure was 68 days (after completion of the course of exposure - 57 days).

На модели ксенографта НСТ116 величина торможения роста опухоли при многократном системном введении DR5-B достигала 35-37% и стабильно удерживалась на относительно высоком уровне в период от 15-го до 30-го дня после начала воздействия (Табл. 1). В группе мышей с ксенографтом Сасо-2, получавших DR5-B, по сравнению с контрольной группой животных, отмечалась слабая тенденция к торможению роста опухоли (Фиг. 5Б). Величина ТРО не превышала 30%, причем эта тенденция на данной модели проявлялась после завершения курса воздействия и удерживалась до конца наблюдения за животными (Табл. 2).On the HCT116 xenograft model, the inhibition of tumor growth with repeated systemic administration of DR5-B reached 35-37% and was stably kept at a relatively high level in the period from 15 to 30 days after the start of exposure (Table 1). In the group of mice with Caco-2 xenograft treated with DR5-B, compared with the control group of animals, there was a weak tendency to inhibition of tumor growth (Fig. 5B). The value of TPO did not exceed 30%, and this tendency in this model was manifested after the completion of the course of exposure and was maintained until the end of observation of the animals (Table 2).

На модели ксенографта НТ-29 наблюдалась незначительная и кратковременная задержка роста опухоли на 8-10 день после начала воздействия (ТРО 20-30%), однако в целом динамика роста опухолей в опытной и контрольной группах мышей отличались несущественно (Табл. 3).On the NT-29 xenograft model, a slight and short-term delay in tumor growth was observed 8-10 days after the start of exposure (TPO 20-30%), however, in general, the dynamics of tumor growth in the experimental and control groups of mice differed insignificantly (Table 3).

Таким образом, из числа исследованных вариантов моделей РТК человека у иммунодефицитных мышей наиболее чувствительным к действию DR5-B в использованном режиме воздействия является ксенографт НСТ116, менее чувствительным - ксенографт Сасо-2. Ксенографт НТ-29 может служить моделью опухоли, устойчивой к действию DR5-B.Thus, among the studied variants of human RTK models in immunodeficient mice, xenograft HCT116 is the most sensitive to the action of DR5-B in the applied mode of exposure, and xenograft Saco-2 is less sensitive. Xenograft HT-29 can serve as a model of a tumor resistant to DR5-B action.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

SEQ ID NO 1.SEQ ID NO 1.

Figure 00000005
Figure 00000005

SEQ ID NO 2.SEQ ID NO 2.

Figure 00000006
Figure 00000006

Claims (1)

Способ подавления роста опухолей колоректального рака in vivo путем воздействия генно-модифицированного варианта внеклеточного домена рекомбинантного белка TRAIL DR5-B, имеющего аминокислотную последовательность, как представлено в SEQ ID NO. 1, при этом DR5-B селективно связывается с рецептором смерти DR5 и вызывает гибель опухолевых клеток путем апоптоза.A method for inhibiting the growth of colorectal cancer tumors in vivo by exposure to a genetically modified variant of the extracellular domain of the recombinant TRAIL DR5-B protein having the amino acid sequence as set forth in SEQ ID NO. 1, wherein DR5-B selectively binds to the death receptor DR5 and causes the death of tumor cells by apoptosis.
RU2019112838A 2019-04-26 2019-04-26 Method of suppressing growth of tumours with genetically modified version of trail cytokine RU2727059C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019112838A RU2727059C1 (en) 2019-04-26 2019-04-26 Method of suppressing growth of tumours with genetically modified version of trail cytokine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019112838A RU2727059C1 (en) 2019-04-26 2019-04-26 Method of suppressing growth of tumours with genetically modified version of trail cytokine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2727059C1 true RU2727059C1 (en) 2020-07-17

Family

ID=71616394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019112838A RU2727059C1 (en) 2019-04-26 2019-04-26 Method of suppressing growth of tumours with genetically modified version of trail cytokine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2727059C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2405038C1 (en) * 2009-07-29 2010-11-27 Учреждение Российской академии наук Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН Method for making mutant human trail protein
US9403892B2 (en) * 2011-07-28 2016-08-02 Magellan Pharma Co. Ltd. Therapeutic TRAIL fusion protein and preparation and use thereof
RU2620165C2 (en) * 2015-08-31 2017-05-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Method for tumour cell death induction

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2405038C1 (en) * 2009-07-29 2010-11-27 Учреждение Российской академии наук Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН Method for making mutant human trail protein
US9403892B2 (en) * 2011-07-28 2016-08-02 Magellan Pharma Co. Ltd. Therapeutic TRAIL fusion protein and preparation and use thereof
RU2620165C2 (en) * 2015-08-31 2017-05-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Method for tumour cell death induction

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ARIEL HECHT et al. "Measurements of translation initiation from all 64 codons in E. coli". Nucleic Acids Res. 2017; 45(7), p.3615-3626 *
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. Version of Record online: 1 JUL 2013. Найдено из Интернета [он-лайн] http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/febs.12340/pdf. *
doi:10.1134/s0006297915080143, см. реферат, с.1083 табл.1, с.1089 кол.1 последний абз. - кол.2. *
GASPARIAN M. E. et al. "Mutations enhancing selectivity of antitumor cytokine TRAIL to DR5 receptor increase its cytotoxicity against tumor cells." Biochemistry (Moscow), 2015,v.80, no.8, p.1080-1091. *
GASPARIAN M.E. et al. "Generation of new TRAIL mutants DR5-A and DR5-B with improved selectivity to death receptor 5". Apoptosis, 2009, v.14, n.6, p.778-787. *
V. PAVET et al. "Multivalent DR5 Peptides Activate the TRAIL Death Pathway and Exert Tumoricidal Activity". Cancer Research, 2010, v.70, no.3, p.1101-1110, DOI: 10.1158/0008-5472. *
ЯГЛОВИЧ A.В. "Повышение противоопухолевой активности цитокина TRAIL путем изменения аминокислотного состава белка."Aвтореф. дисс. на соиск. уч. ст. к.б.н, Москва, 2010, с.1, с.12-19, табл.2,4,5, рис.11-12. *
ЯГЛОВИЧ A.В. "Повышение противоопухолевой активности цитокина TRAIL путем изменения аминокислотного состава белка."Aвтореф. дисс. на соиск. уч. ст. к.б.н, Москва, 2010, с.1, с.12-19, табл.2,4,5, рис.11-12. ARIEL HECHT et al. "Measurements of translation initiation from all 64 codons in E. coli". Nucleic Acids Res. 2017; 45(7), p.3615-3626, реферат. 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. Version of Record online: 1 JUL 2013. Найдено из Интернета [он-лайн] http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/febs.12340/pdf. GASPARIAN M. E. et al. "Mutations enhancing selectivity of antitumor cytokine TRAIL to DR5 receptor increase its cytotoxicity against tumor cells." Biochemistry (Moscow), 2015,v.80, no.8, p.1080-1091. doi:10.1134/s0006297915080143, см. реферат, с.1083 табл.1, с.1089 кол.1 последний абз. - кол.2. GASPARIAN M.E. et al. "Generation of *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200360437A1 (en) Chimeric antigen receptor, nkg2d car-nk cells expressing the chimeric antigen receptor, and preparation and application thereof
JP7080053B2 (en) Administration of kynurenine-depleting enzymes for the treatment of tumors
Xiang et al. Kinsenoside attenuates liver fibro-inflammation by suppressing dendritic cells via the PI3K-AKT-FoxO1 pathway
US10975134B2 (en) Antibody-IL-10 fusion proteins
WO2021027704A1 (en) Application of polypeptide or derivative thereof
US20220213161A1 (en) Modified interleukin 12 and use thereof in preparing drugs for treating tumours
AU2018378395B2 (en) Nucleotide sequence encoding car, ROBO1 CAR-NK cell expressing car and preparation therefor and use thereof
CN108137671A (en) The soluble PDL-1 molecules of high-affinity
WO2023197437A1 (en) Chimeric receptor for improving killing activity of immune cells and application thereof
CN113416260B (en) Claudin18.2-targeted specific chimeric antigen receptor cell and preparation method and application thereof
WO2021190551A1 (en) Chimeric antigen receptor that binds to cd19 and use thereof
KR20170038854A (en) N-terminally truncated interleukin-38
JP2022542167A (en) Compositions and methods using C/EBP alpha saRNA
JP2022548364A (en) IL-10/FC fusion proteins useful as enhancers for immunotherapy
JP2020531409A (en) Phosphatidylserine targeted fusion molecules and how to use them
RU2727059C1 (en) Method of suppressing growth of tumours with genetically modified version of trail cytokine
Wang et al. Identification of four STAT3 isoforms and functional investigation of IL-6/JAK2/STAT3 pathway in blunt snout bream (Megalobrama amblycephala)
US10988429B2 (en) Quinochalcone compound and uses thereof for treating cancer or inflammation
KR20220103944A (en) PEGylated kynureninase enzymes and their use for the treatment of cancer
KR20230056706A (en) Oncolytic viruses encoding recombinant transforming growth factor (TGF)-beta monomers and uses thereof
CN115702940A (en) Use of formulations comprising cyclic RNA molecules for the preparation of a medicament for the treatment of tumors
KR20180059547A (en) Antitumor composition
CN112426521A (en) New application of phenothiazines or compounds with similar structures in pharmacy
WO2024031297A1 (en) A replicative oncolytic adenovirus capable of inhibiting tumor progression and prolonging survival time in tumor-bearing individuals and use thereof
CN116059339B (en) Medicine for treating and preventing cancer and application thereof