RU2810558C1 - Method of selecting medicinal products for pharmacological induction of mitochondrial dysfunction in macrophages for antitumor therapy - Google Patents
Method of selecting medicinal products for pharmacological induction of mitochondrial dysfunction in macrophages for antitumor therapy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2810558C1 RU2810558C1 RU2023111322A RU2023111322A RU2810558C1 RU 2810558 C1 RU2810558 C1 RU 2810558C1 RU 2023111322 A RU2023111322 A RU 2023111322A RU 2023111322 A RU2023111322 A RU 2023111322A RU 2810558 C1 RU2810558 C1 RU 2810558C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- macrophages
- cells
- tumor cells
- mouse
- stage
- Prior art date
Links
- 210000002540 macrophage Anatomy 0.000 title claims abstract description 367
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 230000004065 mitochondrial dysfunction Effects 0.000 title claims abstract description 34
- 230000000144 pharmacologic effect Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 230000000259 anti-tumor effect Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims description 6
- 229940126601 medicinal product Drugs 0.000 title 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims abstract description 90
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims abstract description 89
- 230000006677 mitochondrial metabolism Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000010627 oxidative phosphorylation Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000002414 glycolytic effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 187
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 claims description 167
- 239000003636 conditioned culture medium Substances 0.000 claims description 47
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 47
- 206010058467 Lung neoplasm malignant Diseases 0.000 claims description 46
- 201000005202 lung cancer Diseases 0.000 claims description 46
- 208000020816 lung neoplasm Diseases 0.000 claims description 46
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 45
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 44
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 42
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 39
- JUVIOZPCNVVQFO-UHFFFAOYSA-N rotenone Natural products O1C2=C3CC(C(C)=C)OC3=CC=C2C(=O)C2C1COC1=C2C=C(OC)C(OC)=C1 JUVIOZPCNVVQFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 229940080817 rotenone Drugs 0.000 claims description 36
- 102000004388 Interleukin-4 Human genes 0.000 claims description 35
- 108090000978 Interleukin-4 Proteins 0.000 claims description 35
- 230000004614 tumor growth Effects 0.000 claims description 35
- 239000002158 endotoxin Substances 0.000 claims description 32
- 229920006008 lipopolysaccharide Polymers 0.000 claims description 32
- 229960002656 didanosine Drugs 0.000 claims description 30
- MNULEGDCPYONBU-WMBHJXFZSA-N (1r,4s,5e,5'r,6'r,7e,10s,11r,12s,14r,15s,16s,18r,19s,20r,21e,25s,26r,27s,29s)-4-ethyl-11,12,15,19-tetrahydroxy-6'-[(2s)-2-hydroxypropyl]-5',10,12,14,16,18,20,26,29-nonamethylspiro[24,28-dioxabicyclo[23.3.1]nonacosa-5,7,21-triene-27,2'-oxane]-13,17,23-trio Polymers O([C@@H]1CC[C@@H](/C=C/C=C/C[C@H](C)[C@@H](O)[C@](C)(O)C(=O)[C@H](C)[C@@H](O)[C@H](C)C(=O)[C@H](C)[C@@H](O)[C@H](C)/C=C/C(=O)O[C@H]([C@H]2C)[C@H]1C)CC)[C@]12CC[C@@H](C)[C@@H](C[C@H](C)O)O1 MNULEGDCPYONBU-WMBHJXFZSA-N 0.000 claims description 29
- MNULEGDCPYONBU-DJRUDOHVSA-N (1s,4r,5z,5'r,6'r,7e,10s,11r,12s,14r,15s,18r,19r,20s,21e,26r,27s)-4-ethyl-11,12,15,19-tetrahydroxy-6'-(2-hydroxypropyl)-5',10,12,14,16,18,20,26,29-nonamethylspiro[24,28-dioxabicyclo[23.3.1]nonacosa-5,7,21-triene-27,2'-oxane]-13,17,23-trione Polymers O([C@H]1CC[C@H](\C=C/C=C/C[C@H](C)[C@@H](O)[C@](C)(O)C(=O)[C@H](C)[C@@H](O)C(C)C(=O)[C@H](C)[C@H](O)[C@@H](C)/C=C/C(=O)OC([C@H]2C)C1C)CC)[C@]12CC[C@@H](C)[C@@H](CC(C)O)O1 MNULEGDCPYONBU-DJRUDOHVSA-N 0.000 claims description 29
- MNULEGDCPYONBU-YNZHUHFTSA-N (4Z,18Z,20Z)-22-ethyl-7,11,14,15-tetrahydroxy-6'-(2-hydroxypropyl)-5',6,8,10,12,14,16,28,29-nonamethylspiro[2,26-dioxabicyclo[23.3.1]nonacosa-4,18,20-triene-27,2'-oxane]-3,9,13-trione Polymers CC1C(C2C)OC(=O)\C=C/C(C)C(O)C(C)C(=O)C(C)C(O)C(C)C(=O)C(C)(O)C(O)C(C)C\C=C/C=C\C(CC)CCC2OC21CCC(C)C(CC(C)O)O2 MNULEGDCPYONBU-YNZHUHFTSA-N 0.000 claims description 29
- MNULEGDCPYONBU-VVXVDZGXSA-N (5e,5'r,7e,10s,11r,12s,14s,15r,16r,18r,19s,20r,21e,26r,29s)-4-ethyl-11,12,15,19-tetrahydroxy-6'-[(2s)-2-hydroxypropyl]-5',10,12,14,16,18,20,26,29-nonamethylspiro[24,28-dioxabicyclo[23.3.1]nonacosa-5,7,21-triene-27,2'-oxane]-13,17,23-trione Polymers C([C@H](C)[C@@H](O)[C@](C)(O)C(=O)[C@@H](C)[C@H](O)[C@@H](C)C(=O)[C@H](C)[C@@H](O)[C@H](C)/C=C/C(=O)OC([C@H]1C)[C@H]2C)\C=C\C=C\C(CC)CCC2OC21CC[C@@H](C)C(C[C@H](C)O)O2 MNULEGDCPYONBU-VVXVDZGXSA-N 0.000 claims description 29
- MNULEGDCPYONBU-UHFFFAOYSA-N 4-ethyl-11,12,15,19-tetrahydroxy-6'-(2-hydroxypropyl)-5',10,12,14,16,18,20,26,29-nonamethylspiro[24,28-dioxabicyclo[23.3.1]nonacosa-5,7,21-triene-27,2'-oxane]-13,17,23-trione Polymers CC1C(C2C)OC(=O)C=CC(C)C(O)C(C)C(=O)C(C)C(O)C(C)C(=O)C(C)(O)C(O)C(C)CC=CC=CC(CC)CCC2OC21CCC(C)C(CC(C)O)O2 MNULEGDCPYONBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 claims description 29
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 29
- 229930191479 oligomycin Natural products 0.000 claims description 29
- MNULEGDCPYONBU-AWJDAWNUSA-N oligomycin A Polymers O([C@H]1CC[C@H](/C=C/C=C/C[C@@H](C)[C@H](O)[C@@](C)(O)C(=O)[C@@H](C)[C@H](O)[C@@H](C)C(=O)[C@@H](C)[C@H](O)[C@@H](C)/C=C/C(=O)O[C@@H]([C@@H]2C)[C@@H]1C)CC)[C@@]12CC[C@H](C)[C@H](C[C@@H](C)O)O1 MNULEGDCPYONBU-AWJDAWNUSA-N 0.000 claims description 29
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 claims description 27
- 108010036949 Cyclosporine Proteins 0.000 claims description 26
- 101001074035 Homo sapiens Zinc finger protein GLI2 Proteins 0.000 claims description 26
- 102100035558 Zinc finger protein GLI2 Human genes 0.000 claims description 26
- 229930105110 Cyclosporin A Natural products 0.000 claims description 25
- BMZRVOVNUMQTIN-UHFFFAOYSA-N Carbonyl Cyanide para-Trifluoromethoxyphenylhydrazone Chemical compound FC(F)(F)OC1=CC=C(NN=C(C#N)C#N)C=C1 BMZRVOVNUMQTIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 206010061902 Pancreatic neoplasm Diseases 0.000 claims description 24
- 208000015486 malignant pancreatic neoplasm Diseases 0.000 claims description 24
- 201000002528 pancreatic cancer Diseases 0.000 claims description 24
- 208000008443 pancreatic carcinoma Diseases 0.000 claims description 24
- BXZVVICBKDXVGW-NKWVEPMBSA-N Didanosine Chemical compound O1[C@H](CO)CC[C@@H]1N1C(NC=NC2=O)=C2N=C1 BXZVVICBKDXVGW-NKWVEPMBSA-N 0.000 claims description 23
- 239000012591 Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline Substances 0.000 claims description 23
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 22
- ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N L-glutamine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N 0.000 claims description 21
- 229930182816 L-glutamine Natural products 0.000 claims description 21
- OZFAFGSSMRRTDW-UHFFFAOYSA-N (2,4-dichlorophenyl) benzenesulfonate Chemical compound ClC1=CC(Cl)=CC=C1OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 OZFAFGSSMRRTDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- PMATZTZNYRCHOR-CGLBZJNRSA-N Cyclosporin A Chemical compound CC[C@@H]1NC(=O)[C@H]([C@H](O)[C@H](C)C\C=C\C)N(C)C(=O)[C@H](C(C)C)N(C)C(=O)[C@H](CC(C)C)N(C)C(=O)[C@H](CC(C)C)N(C)C(=O)[C@@H](C)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](CC(C)C)N(C)C(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)[C@H](CC(C)C)N(C)C(=O)CN(C)C1=O PMATZTZNYRCHOR-CGLBZJNRSA-N 0.000 claims description 20
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 claims description 20
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 claims description 20
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 238000003501 co-culture Methods 0.000 claims description 20
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 claims description 18
- 210000005259 peripheral blood Anatomy 0.000 claims description 17
- 239000011886 peripheral blood Substances 0.000 claims description 17
- 210000001616 monocyte Anatomy 0.000 claims description 16
- UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N streptomycin Chemical compound CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@H]1O UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 0.000 claims description 16
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 claims description 15
- 210000003643 myeloid progenitor cell Anatomy 0.000 claims description 14
- 229960005322 streptomycin Drugs 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- UIFFUZWRFRDZJC-UHFFFAOYSA-N Antimycin A1 Natural products CC1OC(=O)C(CCCCCC)C(OC(=O)CC(C)C)C(C)OC(=O)C1NC(=O)C1=CC=CC(NC=O)=C1O UIFFUZWRFRDZJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- NQWZLRAORXLWDN-UHFFFAOYSA-N Antimycin-A Natural products CCCCCCC(=O)OC1C(C)OC(=O)C(NC(=O)c2ccc(NC=O)cc2O)C(C)OC(=O)C1CCCC NQWZLRAORXLWDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- PVEVXUMVNWSNIG-UHFFFAOYSA-N antimycin A3 Natural products CC1OC(=O)C(CCCC)C(OC(=O)CC(C)C)C(C)OC(=O)C1NC(=O)C1=CC=CC(NC=O)=C1O PVEVXUMVNWSNIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 12
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 claims description 12
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 12
- 108010074328 Interferon-gamma Proteins 0.000 claims description 11
- UIFFUZWRFRDZJC-SBOOETFBSA-N antimycin A Chemical compound C[C@H]1OC(=O)[C@H](CCCCCC)[C@@H](OC(=O)CC(C)C)[C@H](C)OC(=O)[C@H]1NC(=O)C1=CC=CC(NC=O)=C1O UIFFUZWRFRDZJC-SBOOETFBSA-N 0.000 claims description 11
- 229950006213 etomoxir Drugs 0.000 claims description 11
- 229940028885 interleukin-4 Drugs 0.000 claims description 11
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 11
- 238000002123 RNA extraction Methods 0.000 claims description 10
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims description 10
- 210000003819 peripheral blood mononuclear cell Anatomy 0.000 claims description 10
- 229960001203 stavudine Drugs 0.000 claims description 10
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 10
- DZLOHEOHWICNIL-QGZVFWFLSA-N (2R)-2-[6-(4-chlorophenoxy)hexyl]-2-oxiranecarboxylic acid ethyl ester Chemical compound C=1C=C(Cl)C=CC=1OCCCCCC[C@]1(C(=O)OCC)CO1 DZLOHEOHWICNIL-QGZVFWFLSA-N 0.000 claims description 9
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 claims description 9
- 102000008070 Interferon-gamma Human genes 0.000 claims description 9
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 9
- 229960003130 interferon gamma Drugs 0.000 claims description 9
- MDJIPXYRSZHCFS-UHFFFAOYSA-N 2-phenyl-n-[5-[2-[2-[5-[(2-phenylacetyl)amino]-1,3,4-thiadiazol-2-yl]ethylsulfanyl]ethyl]-1,3,4-thiadiazol-2-yl]acetamide Chemical compound N=1N=C(CCSCCC=2SC(NC(=O)CC=3C=CC=CC=3)=NN=2)SC=1NC(=O)CC1=CC=CC=C1 MDJIPXYRSZHCFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 claims description 8
- PHEDXBVPIONUQT-UHFFFAOYSA-N Cocarcinogen A1 Natural products CCCCCCCCCCCCCC(=O)OC1C(C)C2(O)C3C=C(C)C(=O)C3(O)CC(CO)=CC2C2C1(OC(C)=O)C2(C)C PHEDXBVPIONUQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 claims description 8
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 claims description 8
- XNKLLVCARDGLGL-JGVFFNPUSA-N Stavudine Chemical compound O=C1NC(=O)C(C)=CN1[C@H]1C=C[C@@H](CO)O1 XNKLLVCARDGLGL-JGVFFNPUSA-N 0.000 claims description 8
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 8
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 8
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 claims description 8
- PHEDXBVPIONUQT-RGYGYFBISA-N phorbol 13-acetate 12-myristate Chemical compound C([C@]1(O)C(=O)C(C)=C[C@H]1[C@@]1(O)[C@H](C)[C@H]2OC(=O)CCCCCCCCCCCCC)C(CO)=C[C@H]1[C@H]1[C@]2(OC(C)=O)C1(C)C PHEDXBVPIONUQT-RGYGYFBISA-N 0.000 claims description 8
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 8
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 claims description 7
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 claims description 7
- LDCRTTXIJACKKU-ONEGZZNKSA-N dimethyl fumarate Chemical compound COC(=O)\C=C\C(=O)OC LDCRTTXIJACKKU-ONEGZZNKSA-N 0.000 claims description 7
- 229960004419 dimethyl fumarate Drugs 0.000 claims description 7
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 claims description 7
- 210000005087 mononuclear cell Anatomy 0.000 claims description 7
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 6
- 102100028537 Guanylate-binding protein 6 Human genes 0.000 claims description 5
- 101001058849 Homo sapiens Guanylate-binding protein 6 Proteins 0.000 claims description 5
- 101000598002 Homo sapiens Interferon regulatory factor 1 Proteins 0.000 claims description 5
- 102100036981 Interferon regulatory factor 1 Human genes 0.000 claims description 5
- 108010046938 Macrophage Colony-Stimulating Factor Proteins 0.000 claims description 5
- 102000007651 Macrophage Colony-Stimulating Factor Human genes 0.000 claims description 5
- 102100025354 Macrophage mannose receptor 1 Human genes 0.000 claims description 5
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000012091 fetal bovine serum Substances 0.000 claims description 5
- 238000003753 real-time PCR Methods 0.000 claims description 5
- 101100260702 Mus musculus Tinagl1 gene Proteins 0.000 claims description 4
- 101150009252 Retnla gene Proteins 0.000 claims description 4
- 108700012920 TNF Proteins 0.000 claims description 4
- 101150088826 arg1 gene Proteins 0.000 claims description 4
- 210000004700 fetal blood Anatomy 0.000 claims description 4
- -1 Acod1 Proteins 0.000 claims description 3
- 102100023701 C-C motif chemokine 18 Human genes 0.000 claims description 3
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 claims description 3
- 102000009024 Epidermal Growth Factor Human genes 0.000 claims description 3
- 102000003974 Fibroblast growth factor 2 Human genes 0.000 claims description 3
- 108090000379 Fibroblast growth factor 2 Proteins 0.000 claims description 3
- 101000978371 Homo sapiens C-C motif chemokine 18 Proteins 0.000 claims description 3
- 101000916628 Homo sapiens Macrophage colony-stimulating factor 1 Proteins 0.000 claims description 3
- 101001057508 Homo sapiens Ubiquitin-like protein ISG15 Proteins 0.000 claims description 3
- 102100034343 Integrase Human genes 0.000 claims description 3
- 108010031099 Mannose Receptor Proteins 0.000 claims description 3
- 101100167135 Mus musculus Chil3 gene Proteins 0.000 claims description 3
- 102100029438 Nitric oxide synthase, inducible Human genes 0.000 claims description 3
- 101710089543 Nitric oxide synthase, inducible Proteins 0.000 claims description 3
- 108010092799 RNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 claims description 3
- 102100027266 Ubiquitin-like protein ISG15 Human genes 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 claims description 3
- 230000021164 cell adhesion Effects 0.000 claims description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- 239000013642 negative control Substances 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 3
- 238000002135 phase contrast microscopy Methods 0.000 claims description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims description 3
- 102100036170 C-X-C motif chemokine 9 Human genes 0.000 claims description 2
- 102100034221 Growth-regulated alpha protein Human genes 0.000 claims description 2
- 101000947172 Homo sapiens C-X-C motif chemokine 9 Proteins 0.000 claims description 2
- 101001069921 Homo sapiens Growth-regulated alpha protein Proteins 0.000 claims description 2
- 101000576894 Homo sapiens Macrophage mannose receptor 1 Proteins 0.000 claims description 2
- 101000577881 Homo sapiens Macrophage metalloelastase Proteins 0.000 claims description 2
- 108010050904 Interferons Proteins 0.000 claims description 2
- 102000014150 Interferons Human genes 0.000 claims description 2
- 102000013462 Interleukin-12 Human genes 0.000 claims description 2
- 108010065805 Interleukin-12 Proteins 0.000 claims description 2
- 102000004889 Interleukin-6 Human genes 0.000 claims description 2
- 108090001005 Interleukin-6 Proteins 0.000 claims description 2
- 102100027998 Macrophage metalloelastase Human genes 0.000 claims description 2
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 claims description 2
- 229940079322 interferon Drugs 0.000 claims description 2
- 210000000066 myeloid cell Anatomy 0.000 claims description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 2
- 101001064853 Homo sapiens Polyunsaturated fatty acid lipoxygenase ALOX15 Proteins 0.000 claims 1
- 101000868472 Homo sapiens Sialoadhesin Proteins 0.000 claims 1
- 102100031950 Polyunsaturated fatty acid lipoxygenase ALOX15 Human genes 0.000 claims 1
- 102100032855 Sialoadhesin Human genes 0.000 claims 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 abstract description 111
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 abstract description 75
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 31
- 238000011282 treatment Methods 0.000 abstract description 30
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 24
- 230000004898 mitochondrial function Effects 0.000 abstract description 11
- 201000010099 disease Diseases 0.000 abstract description 7
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 abstract description 7
- 230000000771 oncological effect Effects 0.000 abstract description 4
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 88
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 56
- 210000004981 tumor-associated macrophage Anatomy 0.000 description 31
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 21
- 208000027014 optic atrophy 1 Diseases 0.000 description 19
- 101000722054 Homo sapiens Dynamin-like 120 kDa protein, mitochondrial Proteins 0.000 description 18
- 101000614988 Homo sapiens Mediator of RNA polymerase II transcription subunit 12 Proteins 0.000 description 17
- 102100021070 Mediator of RNA polymerase II transcription subunit 12 Human genes 0.000 description 17
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 16
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 15
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 15
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 15
- 210000003690 classically activated macrophage Anatomy 0.000 description 14
- 230000006870 function Effects 0.000 description 14
- 210000004322 M2 macrophage Anatomy 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 102000010909 Monoamine Oxidase Human genes 0.000 description 12
- 108010062431 Monoamine oxidase Proteins 0.000 description 12
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 230000008672 reprogramming Effects 0.000 description 11
- 101150045559 Opa1 gene Proteins 0.000 description 10
- 238000011529 RT qPCR Methods 0.000 description 10
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 10
- 229940091512 Monoamine oxidase A inhibitor Drugs 0.000 description 9
- 206010057249 Phagocytosis Diseases 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 9
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 9
- WIEJADKUYLLKPX-UHFFFAOYSA-N n-(1,5-dimethyl-3-oxo-2-phenylpyrazol-4-yl)-3-methyl-1-phenylthieno[2,3-c]pyrazole-5-carboxamide Chemical compound C1=2SC(C(=O)NC=3C(N(C=4C=CC=CC=4)N(C)C=3C)=O)=CC=2C(C)=NN1C1=CC=CC=C1 WIEJADKUYLLKPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000008782 phagocytosis Effects 0.000 description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 description 7
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 description 7
- 241001529936 Murinae Species 0.000 description 7
- 108020004459 Small interfering RNA Proteins 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 7
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 7
- 206010006187 Breast cancer Diseases 0.000 description 6
- 208000026310 Breast neoplasm Diseases 0.000 description 6
- 206010027476 Metastases Diseases 0.000 description 6
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 6
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 6
- 230000002757 inflammatory effect Effects 0.000 description 6
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 6
- 230000009401 metastasis Effects 0.000 description 6
- 210000003470 mitochondria Anatomy 0.000 description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 6
- 230000000242 pagocytic effect Effects 0.000 description 6
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 6
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 6
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 5
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 5
- 101150106931 IFNG gene Proteins 0.000 description 5
- 238000002512 chemotherapy Methods 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 5
- CETRZFQIITUQQL-UHFFFAOYSA-N dmso dimethylsulfoxide Chemical compound CS(C)=O.CS(C)=O CETRZFQIITUQQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 5
- 230000002438 mitochondrial effect Effects 0.000 description 5
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 5
- 230000000770 proinflammatory effect Effects 0.000 description 5
- 239000004055 small Interfering RNA Substances 0.000 description 5
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 5
- 230000004565 tumor cell growth Effects 0.000 description 5
- MZOFCQQQCNRIBI-VMXHOPILSA-N (3s)-4-[[(2s)-1-[[(2s)-1-[[(1s)-1-carboxy-2-hydroxyethyl]amino]-4-methyl-1-oxopentan-2-yl]amino]-5-(diaminomethylideneamino)-1-oxopentan-2-yl]amino]-3-[[2-[[(2s)-2,6-diaminohexanoyl]amino]acetyl]amino]-4-oxobutanoic acid Chemical compound OC[C@@H](C(O)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CCCN=C(N)N)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@@H](N)CCCCN MZOFCQQQCNRIBI-VMXHOPILSA-N 0.000 description 4
- RGJOEKWQDUBAIZ-IBOSZNHHSA-N CoASH Chemical compound O[C@@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(=O)NCCS)O[C@H]1N1C2=NC=NC(N)=C2N=C1 RGJOEKWQDUBAIZ-IBOSZNHHSA-N 0.000 description 4
- 239000000232 Lipid Bilayer Substances 0.000 description 4
- 108060008682 Tumor Necrosis Factor Proteins 0.000 description 4
- 102000000852 Tumor Necrosis Factor-alpha Human genes 0.000 description 4
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 4
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- RGJOEKWQDUBAIZ-UHFFFAOYSA-N coenzime A Natural products OC1C(OP(O)(O)=O)C(COP(O)(=O)OP(O)(=O)OCC(C)(C)C(O)C(=O)NCCC(=O)NCCS)OC1N1C2=NC=NC(N)=C2N=C1 RGJOEKWQDUBAIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005516 coenzyme A Substances 0.000 description 4
- 229940093530 coenzyme a Drugs 0.000 description 4
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 4
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 4
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 4
- KDTSHFARGAKYJN-UHFFFAOYSA-N dephosphocoenzyme A Natural products OC1C(O)C(COP(O)(=O)OP(O)(=O)OCC(C)(C)C(O)C(=O)NCCC(=O)NCCS)OC1N1C2=NC=NC(N)=C2N=C1 KDTSHFARGAKYJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000027721 electron transport chain Effects 0.000 description 4
- 210000002865 immune cell Anatomy 0.000 description 4
- 238000009169 immunotherapy Methods 0.000 description 4
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 4
- 239000002502 liposome Substances 0.000 description 4
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 4
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 4
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 4
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 4
- 238000011275 oncology therapy Methods 0.000 description 4
- 239000008177 pharmaceutical agent Substances 0.000 description 4
- 201000008752 progressive muscular atrophy Diseases 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 102200006539 rs121913529 Human genes 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108010009992 CD163 antigen Proteins 0.000 description 3
- 102100025064 Cellular tumor antigen p53 Human genes 0.000 description 3
- 108010012236 Chemokines Proteins 0.000 description 3
- 102000019034 Chemokines Human genes 0.000 description 3
- 102000018704 Chitinase-3-Like Protein 1 Human genes 0.000 description 3
- 108010066813 Chitinase-3-Like Protein 1 Proteins 0.000 description 3
- 102100025831 Scavenger receptor cysteine-rich type 1 protein M130 Human genes 0.000 description 3
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 3
- 229940041181 antineoplastic drug Drugs 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- RXBRCXMBFKAUAB-XOMXBQTJSA-N dimethyl (e)-but-2-enedioate Chemical compound COC(=O)\C=C\C(=O)OC.COC(=O)\C=C\C(=O)OC RXBRCXMBFKAUAB-XOMXBQTJSA-N 0.000 description 3
- 210000001808 exosome Anatomy 0.000 description 3
- 238000000684 flow cytometry Methods 0.000 description 3
- 230000034659 glycolysis Effects 0.000 description 3
- 210000005260 human cell Anatomy 0.000 description 3
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 3
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 3
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 3
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 3
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 3
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 3
- 230000006540 mitochondrial respiration Effects 0.000 description 3
- 239000002899 monoamine oxidase inhibitor Substances 0.000 description 3
- 208000002154 non-small cell lung carcinoma Diseases 0.000 description 3
- 230000002246 oncogenic effect Effects 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 3
- 238000003762 quantitative reverse transcription PCR Methods 0.000 description 3
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 description 3
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 3
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 3
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 3
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 3
- 208000029729 tumor suppressor gene on chromosome 11 Diseases 0.000 description 3
- 231100000588 tumorigenic Toxicity 0.000 description 3
- 230000000381 tumorigenic effect Effects 0.000 description 3
- 208000010507 Adenocarcinoma of Lung Diseases 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010009944 Colon cancer Diseases 0.000 description 2
- 208000001333 Colorectal Neoplasms Diseases 0.000 description 2
- 229920001917 Ficoll Polymers 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 2
- 102100037850 Interferon gamma Human genes 0.000 description 2
- 102000006404 Mitochondrial Proteins Human genes 0.000 description 2
- 108010058682 Mitochondrial Proteins Proteins 0.000 description 2
- 229940123685 Monoamine oxidase inhibitor Drugs 0.000 description 2
- 206010061309 Neoplasm progression Diseases 0.000 description 2
- 206010040108 Serotonin syndrome Diseases 0.000 description 2
- 210000001744 T-lymphocyte Anatomy 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000005809 anti-tumor immunity Effects 0.000 description 2
- 238000002619 cancer immunotherapy Methods 0.000 description 2
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 2
- ZXJXZNDDNMQXFV-UHFFFAOYSA-M crystal violet Chemical compound [Cl-].C1=CC(N(C)C)=CC=C1[C+](C=1C=CC(=CC=1)N(C)C)C1=CC=C(N(C)C)C=C1 ZXJXZNDDNMQXFV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 2
- 229940127089 cytotoxic agent Drugs 0.000 description 2
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 2
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 2
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 2
- 210000001723 extracellular space Anatomy 0.000 description 2
- 230000001605 fetal effect Effects 0.000 description 2
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 2
- 229960001235 gentian violet Drugs 0.000 description 2
- 239000001046 green dye Substances 0.000 description 2
- 230000028993 immune response Effects 0.000 description 2
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 2
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000037041 intracellular level Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 201000005249 lung adenocarcinoma Diseases 0.000 description 2
- 238000007431 microscopic evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 210000001700 mitochondrial membrane Anatomy 0.000 description 2
- 230000008811 mitochondrial respiratory chain Effects 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 2
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 description 2
- 239000001044 red dye Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- QZAYGJVTTNCVMB-UHFFFAOYSA-N serotonin Chemical compound C1=C(O)C=C2C(CCN)=CNC2=C1 QZAYGJVTTNCVMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000002626 targeted therapy Methods 0.000 description 2
- 238000001890 transfection Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000004102 tricarboxylic acid cycle Effects 0.000 description 2
- 230000005751 tumor progression Effects 0.000 description 2
- PHIQHXFUZVPYII-ZCFIWIBFSA-N (R)-carnitine Chemical compound C[N+](C)(C)C[C@H](O)CC([O-])=O PHIQHXFUZVPYII-ZCFIWIBFSA-N 0.000 description 1
- 102000040650 (ribonucleotides)n+m Human genes 0.000 description 1
- FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 4-amino-1-[(2r)-6-amino-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-amino-3-phenylpropanoyl]amino]-3-phenylpropanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]hexanoyl]piperidine-4-carboxylic acid Chemical compound C([C@H](C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H](CCCCN)C(=O)N1CCC(N)(CC1)C(O)=O)NC(=O)[C@H](N)CC=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 0.000 description 1
- MXUNKHLAEDCYJL-UHFFFAOYSA-N 5-(hydroxymethyl)-3-(3-methylphenyl)-1,3-oxazolidin-2-one Chemical compound CC1=CC=CC(N2C(OC(CO)C2)=O)=C1 MXUNKHLAEDCYJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XKFPYPQQHFEXRZ-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-N'-(phenylmethyl)-3-isoxazolecarbohydrazide Chemical compound O1C(C)=CC(C(=O)NNCC=2C=CC=CC=2)=N1 XKFPYPQQHFEXRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150054329 ALOX15 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000002407 ATP formation Effects 0.000 description 1
- 206010000871 Acute monocytic leukaemia Diseases 0.000 description 1
- 108700028369 Alleles Proteins 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010003591 Ataxia Diseases 0.000 description 1
- 208000023275 Autoimmune disease Diseases 0.000 description 1
- 208000001992 Autosomal Dominant Optic Atrophy Diseases 0.000 description 1
- 102100025248 C-X-C motif chemokine 10 Human genes 0.000 description 1
- 108010001857 Cell Surface Receptors Proteins 0.000 description 1
- 102000000844 Cell Surface Receptors Human genes 0.000 description 1
- 102100038248 Cis-aconitate decarboxylase Human genes 0.000 description 1
- 206010053398 Clonic convulsion Diseases 0.000 description 1
- 206010010947 Coordination abnormal Diseases 0.000 description 1
- 238000009007 Diagnostic Kit Methods 0.000 description 1
- 101100508533 Drosophila melanogaster IKKbeta gene Proteins 0.000 description 1
- 206010013710 Drug interaction Diseases 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 206010015548 Euthanasia Diseases 0.000 description 1
- 108700024394 Exon Proteins 0.000 description 1
- 102000013446 GTP Phosphohydrolases Human genes 0.000 description 1
- 108091006109 GTPases Proteins 0.000 description 1
- 102000003886 Glycoproteins Human genes 0.000 description 1
- 108090000288 Glycoproteins Proteins 0.000 description 1
- 101000858088 Homo sapiens C-X-C motif chemokine 10 Proteins 0.000 description 1
- 101001032339 Homo sapiens Cis-aconitate decarboxylase Proteins 0.000 description 1
- 206010020772 Hypertension Diseases 0.000 description 1
- 206010020802 Hypertensive crisis Diseases 0.000 description 1
- 208000005016 Intestinal Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- NYMGNSNKLVNMIA-UHFFFAOYSA-N Iproniazid Chemical compound CC(C)NNC(=O)C1=CC=NC=C1 NYMGNSNKLVNMIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IWVRVEIKCBFZNF-UHFFFAOYSA-N LSM-1636 Chemical compound C1CNC2CCCC3=C2N1C1=CC=C(C)C=C13 IWVRVEIKCBFZNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010050017 Lung cancer metastatic Diseases 0.000 description 1
- 206010025323 Lymphomas Diseases 0.000 description 1
- 108010052285 Membrane Proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000018697 Membrane Proteins Human genes 0.000 description 1
- 208000035489 Monocytic Acute Leukemia Diseases 0.000 description 1
- 208000012902 Nervous system disease Diseases 0.000 description 1
- 208000025966 Neurological disease Diseases 0.000 description 1
- 206010033128 Ovarian cancer Diseases 0.000 description 1
- 206010061535 Ovarian neoplasm Diseases 0.000 description 1
- RMUCZJUITONUFY-UHFFFAOYSA-N Phenelzine Chemical compound NNCCC1=CC=CC=C1 RMUCZJUITONUFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108091000080 Phosphotransferase Proteins 0.000 description 1
- 108010020346 Polyglutamic Acid Proteins 0.000 description 1
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-M Pyruvate Chemical compound CC(=O)C([O-])=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000012228 RNA interference-mediated gene silencing Methods 0.000 description 1
- 239000012979 RPMI medium Substances 0.000 description 1
- 239000012980 RPMI-1640 medium Substances 0.000 description 1
- 208000004756 Respiratory Insufficiency Diseases 0.000 description 1
- 102000013968 STAT6 Transcription Factor Human genes 0.000 description 1
- 108010011005 STAT6 Transcription Factor Proteins 0.000 description 1
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 description 1
- 208000021386 Sjogren Syndrome Diseases 0.000 description 1
- 208000000453 Skin Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- 108091023040 Transcription factor Proteins 0.000 description 1
- 102000040945 Transcription factor Human genes 0.000 description 1
- 206010044565 Tremor Diseases 0.000 description 1
- DZGWFCGJZKJUFP-UHFFFAOYSA-N Tyramine Natural products NCCC1=CC=C(O)C=C1 DZGWFCGJZKJUFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010047700 Vomiting Diseases 0.000 description 1
- 210000000683 abdominal cavity Anatomy 0.000 description 1
- 230000001594 aberrant effect Effects 0.000 description 1
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000013566 allergen Substances 0.000 description 1
- 230000000735 allogeneic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000002421 anti-septic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006023 anti-tumor response Effects 0.000 description 1
- 238000011319 anticancer therapy Methods 0.000 description 1
- 229940082992 antihypertensives mao inhibitors Drugs 0.000 description 1
- 230000005975 antitumor immune response Effects 0.000 description 1
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- IALVDLPLCLFBCF-CHWSQXEVSA-N befloxatone Chemical compound O=C1O[C@@H](COC)CN1C1=CC=C(OCC[C@@H](O)C(F)(F)F)C=C1 IALVDLPLCLFBCF-CHWSQXEVSA-N 0.000 description 1
- 229950000017 befloxatone Drugs 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000090 biomarker Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000036770 blood supply Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 210000002798 bone marrow cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000004979 bone marrow derived macrophage Anatomy 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 1
- WZXHSWVDAYOFPE-UHFFFAOYSA-N brofaromine Chemical compound C=1C2=CC(OC)=CC(Br)=C2OC=1C1CCNCC1 WZXHSWVDAYOFPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229950004068 brofaromine Drugs 0.000 description 1
- 230000005907 cancer growth Effects 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 229960004203 carnitine Drugs 0.000 description 1
- KYCBWEZLKCTALM-UHFFFAOYSA-N caroxazone Chemical compound C1=CC=C2OC(=O)N(CC(=O)N)CC2=C1 KYCBWEZLKCTALM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229950006044 caroxazone Drugs 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000005779 cell damage Effects 0.000 description 1
- 208000037887 cell injury Diseases 0.000 description 1
- 230000022534 cell killing Effects 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000005754 cellular signaling Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229940044683 chemotherapy drug Drugs 0.000 description 1
- 210000001612 chondrocyte Anatomy 0.000 description 1
- BTFHLQRNAMSNLC-UHFFFAOYSA-N clorgyline Chemical compound C#CCN(C)CCCOC1=CC=C(Cl)C=C1Cl BTFHLQRNAMSNLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000034994 death Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 235000018823 dietary intake Nutrition 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000003937 drug carrier Substances 0.000 description 1
- 230000002526 effect on cardiovascular system Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010091 embryonic hemopoiesis Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- YYFGRAGNYHYWEZ-UHFFFAOYSA-N eprobemide Chemical compound C1=CC(Cl)=CC=C1C(=O)NCCCN1CCOCC1 YYFGRAGNYHYWEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229950011016 eprobemide Drugs 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical group 0.000 description 1
- 210000003527 eukaryotic cell Anatomy 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000009368 gene silencing by RNA Effects 0.000 description 1
- 208000005017 glioblastoma Diseases 0.000 description 1
- 230000004217 heart function Effects 0.000 description 1
- 201000005787 hematologic cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000024200 hematopoietic and lymphoid system neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 210000000777 hematopoietic system Anatomy 0.000 description 1
- 210000004024 hepatic stellate cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000013632 homeostatic process Effects 0.000 description 1
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 1
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 1
- 102000047387 human OPA1 Human genes 0.000 description 1
- 230000001631 hypertensive effect Effects 0.000 description 1
- 210000000987 immune system Anatomy 0.000 description 1
- 238000003364 immunohistochemistry Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 208000016290 incoordination Diseases 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 208000027866 inflammatory disease Diseases 0.000 description 1
- 210000002074 inflammatory monocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 201000002313 intestinal cancer Diseases 0.000 description 1
- 229940070023 iproniazide Drugs 0.000 description 1
- 239000002085 irritant Substances 0.000 description 1
- 231100000021 irritant Toxicity 0.000 description 1
- 229960002672 isocarboxazid Drugs 0.000 description 1
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 description 1
- 208000032839 leukemia Diseases 0.000 description 1
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000037356 lipid metabolism Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000013332 literature search Methods 0.000 description 1
- 230000035168 lymphangiogenesis Effects 0.000 description 1
- 239000012139 lysis buffer Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000003211 malignant effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000004066 metabolic change Effects 0.000 description 1
- 230000003818 metabolic dysfunction Effects 0.000 description 1
- 230000007102 metabolic function Effects 0.000 description 1
- 230000037353 metabolic pathway Effects 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006705 mitochondrial oxidative phosphorylation Effects 0.000 description 1
- 229960004644 moclobemide Drugs 0.000 description 1
- YHXISWVBGDMDLQ-UHFFFAOYSA-N moclobemide Chemical compound C1=CC(Cl)=CC=C1C(=O)NCCN1CCOCC1 YHXISWVBGDMDLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000004980 monocyte derived macrophage Anatomy 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010172 mouse model Methods 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 1
- 239000002858 neurotransmitter agent Substances 0.000 description 1
- 239000002547 new drug Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000028 nontoxic concentration Toxicity 0.000 description 1
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- 231100000590 oncogenic Toxicity 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 210000001672 ovary Anatomy 0.000 description 1
- 230000036542 oxidative stress Effects 0.000 description 1
- 210000000496 pancreas Anatomy 0.000 description 1
- 201000008129 pancreatic ductal adenocarcinoma Diseases 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 230000003285 pharmacodynamic effect Effects 0.000 description 1
- 229960000964 phenelzine Drugs 0.000 description 1
- 230000026731 phosphorylation Effects 0.000 description 1
- 238000006366 phosphorylation reaction Methods 0.000 description 1
- 102000020233 phosphotransferase Human genes 0.000 description 1
- 230000001766 physiological effect Effects 0.000 description 1
- 229950002220 pirlindole Drugs 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920002643 polyglutamic acid Polymers 0.000 description 1
- 238000010837 poor prognosis Methods 0.000 description 1
- 239000011736 potassium bicarbonate Substances 0.000 description 1
- 235000015497 potassium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000028 potassium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M potassium hydrogencarbonate Chemical compound [K+].OC([O-])=O TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000004393 prognosis Methods 0.000 description 1
- 210000002307 prostate Anatomy 0.000 description 1
- 230000004850 protein–protein interaction Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000001959 radiotherapy Methods 0.000 description 1
- 239000003642 reactive oxygen metabolite Substances 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 102000037983 regulatory factors Human genes 0.000 description 1
- 108091008025 regulatory factors Proteins 0.000 description 1
- 201000004193 respiratory failure Diseases 0.000 description 1
- 210000003705 ribosome Anatomy 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229940076279 serotonin Drugs 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- RPACBEVZENYWOL-XFULWGLBSA-M sodium;(2r)-2-[6-(4-chlorophenoxy)hexyl]oxirane-2-carboxylate Chemical compound [Na+].C=1C=C(Cl)C=CC=1OCCCCCC[C@]1(C(=O)[O-])CO1 RPACBEVZENYWOL-XFULWGLBSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000003319 supportive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 238000004114 suspension culture Methods 0.000 description 1
- 210000002437 synoviocyte Anatomy 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011285 therapeutic regimen Methods 0.000 description 1
- 210000002303 tibia Anatomy 0.000 description 1
- 230000017423 tissue regeneration Effects 0.000 description 1
- 229960002309 toloxatone Drugs 0.000 description 1
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 1
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 1
- 230000002103 transcriptional effect Effects 0.000 description 1
- 230000005747 tumor angiogenesis Effects 0.000 description 1
- 230000005740 tumor formation Effects 0.000 description 1
- 230000005760 tumorsuppression Effects 0.000 description 1
- 229960003732 tyramine Drugs 0.000 description 1
- DZGWFCGJZKJUFP-UHFFFAOYSA-O tyraminium Chemical compound [NH3+]CCC1=CC=C(O)C=C1 DZGWFCGJZKJUFP-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 1
- 210000004509 vascular smooth muscle cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 1
- 230000008673 vomiting Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 210000001325 yolk sac Anatomy 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение в целом относится к медицине, более детально к области применения известных как таковых лекарств и фармацевтических соединений, вызывающих митохондриальную дисфункцию у макрофагов для лечения онкологических заболеваний. Заявленное техническое решение обеспечивает возможность использования известных как таковых лекарств и фармакологических соединений, которые воздействуют на макрофаги, за счет изменения их митохондриальных функций, которые становятся эффективными средствами для лечения онкологических заболеваний. По мнению заявителя, указанное направление является перспективным для лечения и предупреждения развития многих видов онкологических заболеваний.The invention generally relates to medicine, and in more detail to the field of use of drugs and pharmaceutical compounds known as such that cause mitochondrial dysfunction in macrophages for the treatment of cancer. The claimed technical solution makes it possible to use drugs and pharmacological compounds known as such that act on macrophages by changing their mitochondrial functions, which become effective agents for the treatment of cancer. According to the applicant, this direction is promising for the treatment and prevention of the development of many types of cancer.
Далее в тексте заявителем приведены термины, которые необходимы для облегчения однозначного понимания сущности заявленных материалов и исключения противоречий и/или спорных трактовок при выполнении экспертизы по существу.Further in the text, the applicant provides terms that are necessary to facilitate a clear understanding of the essence of the declared materials and to eliminate contradictions and/or controversial interpretations when performing a substantive examination.
Ассоциированные с опухолью макрофаги (ТАМ) - представляют собой класс иммунных клеток, присутствующих в большом количестве в микроокружении солидных опухолей. Они активно участвуют в воспалении, связанном с раком. Известно, что макрофаги происходят из моноцитов крови, образующихся в костном мозге (макрофаги, полученные из моноцитов), или предшественников желточного мешка (тканевые макрофаги) [https://en.wikipedia.org/wiki/].Tumor associated macrophages (TAMs) are a class of immune cells present in large numbers in the microenvironment of solid tumors. They are actively involved in inflammation associated with cancer. Macrophages are known to originate from blood monocytes produced in the bone marrow (monocyte-derived macrophages) or yolk sac precursors (tissue macrophages) [https://en.wikipedia.org/wiki/].
Сóлидные опухоли - это негемопоэтические опухоли, то есть опухоли, развившиеся не из клеток кроветворной системы. Солидные опухоли могут быть доброкачественными и злокачественными. В контексте настоящего описания заявитель подразумевает под указанным термином именно злокачественные опухоли [https://podari-zhizn.ru/ru/get-help/meditsinskii-spravochnik/].Solid tumors are non-hematopoietic tumors, that is, tumors that do not develop from cells of the hematopoietic system. Solid tumors can be benign or malignant. In the context of this description, the applicant means by this term precisely malignant tumors [https://podari-zhizn.ru/ru/get-help/meditsinskii-spravochnik/].
Таргетная терапия - направление в лечении онкологических заболеваний с использованием лекарственных препаратов, блокирующих определенные молекулы опухолевых клеток или клеток опухолевого микроокружения. За счет этого раковые клетки перестают размножаться, ухудшается их кровоснабжение или достигаются другие лечебные эффекты. По сравнению с классическими химиопрепаратами, таргетные препараты действуют более прицельно и почти не затрагивают здоровые клетки [https://www.euroonco.ru/].Targeted therapy is a direction in the treatment of cancer using drugs that block certain molecules of tumor cells or cells of the tumor microenvironment. Due to this, cancer cells stop multiplying, their blood supply deteriorates, or other therapeutic effects are achieved. Compared to classical chemotherapy drugs, targeted drugs act more specifically and almost do not affect healthy cells [https://www.euroonco.ru/].
Перепрограммирование макрофагов - в контексте настоящего описания заявитель подразумевает под указанным термином процесс смены фенотипа макрофагов. Reprogramming of macrophages - in the context of the present description, the applicant means by this term the process of changing the phenotype of macrophages.
Митохондриальное дыхание - совокупность биохимических реакций, протекающих в клетках живых организмов, в ходе которых происходит окисление углеводов, липидов и аминокислот до углекислого газа и воды, а также образование энергии [https://en.wikipedia.org/wiki/]. Mitochondrial respiration is a set of biochemical reactions occurring in the cells of living organisms, during which the oxidation of carbohydrates, lipids and amino acids to carbon dioxide and water occurs, as well as the formation of energy [https://en.wikipedia.org/wiki/].
Chi3L1 - хитиназа-3-подобный белок 1, представляет собой секретируемый гликопротеин, который составляет приблизительно 40k Да по размеру. Экспрессируется и секретируется различными типами клеток, включая макрофаги, хондроциты, фибробластоподобные синовиальные клетки, гладкомышечные клетки сосудов и звездчатые клетки печени [https://ru.abcdef.wiki/wiki/CHI3L1].Chi3L1, chitinase 3-like protein 1, is a secreted glycoprotein that is approximately 40k Da in size. Expressed and secreted by various cell types, including macrophages, chondrocytes, fibroblast-like synovial cells, vascular smooth muscle cells and hepatic stellate cells [https://ru.abcdef.wiki/wiki/CHI3L1].
Классически активированные макрофаги (М1-поляризация, М1 подтип) - макрофаги, которые приобретают фенотип с более высокой активностью как против патогенов, так и против опухолевых клеток. Они также выделяют воспалительные цитокины [https://ru.wikipedia.org/wiki/]. Classically activated macrophages (M1 polarization, M1 subtype) are macrophages that acquire a phenotype with higher activity against both pathogens and tumor cells. They also release inflammatory cytokines [https://ru.wikipedia.org/wiki/].
Альтернативно активированные макрофаги (М2-поляризация, М2 подтип) - макрофаги, которые выделяют минимальное количество провоспалительных цитокинов и обладают более низкой активностью против внутриклеточных патогенов [https://ru.wikipedia.org/wiki/]. Alternatively activated macrophages (M2 polarization, M2 subtype) are macrophages that secrete minimal amounts of proinflammatory cytokines and have lower activity against intracellular pathogens [https://ru.wikipedia.org/wiki/].
Сенсибилизация клеток - приобретение организмом специфической повышенной чувствительности к чужеродным веществам - аллергенам, повышение его чувствительности к воздействию раздражителей [https://ru.wikipedia.org/wiki/]Cell sensitization is the acquisition by the body of a specific increased sensitivity to foreign substances - allergens, increasing its sensitivity to the effects of irritants [https://ru.wikipedia.org/wiki/]
Кофермент А - фермент, отличающийся своей ролью в синтезе и окислении жирных кислот, а также окислении пирувата в цикле лимонной кислоты [https://en.wikipedia.org/wiki/Coenzyme_A].Coenzyme A is an enzyme distinguished by its role in the synthesis and oxidation of fatty acids, as well as the oxidation of pyruvate in the citric acid cycle [https://en.wikipedia.org/wiki/Coenzyme_A].
Экзосомы - микроскопические внеклеточные везикулы (пузырьки) диаметром 30-100 нанометров, выделяемые в межклеточное пространство клетками различных тканей и органов [https://ru.wikipedia.org/wiki/].Exosomes are microscopic extracellular vesicles (bubbles) with a diameter of 30-100 nanometers, secreted into the intercellular space by cells of various tissues and organs [https://ru.wikipedia.org/wiki/].
Моноаминоксидаза А - фермент, осуществляющий катаболизм нейромедиаторов и гормонов. Таким образом, этот фермент играет важную роль в поддержании постоянных концентраций эндогенных моноаминов в тканях, что особенно важно для нервной ткани, а также ограничивает их поступление в организм с пищей и участвует в метаболизме опасных биологически активных веществ, структурно сходных с эндогенными моноаминами [https://ru.wikipedia.org/wiki/]. Monoamine oxidase A is an enzyme that catabolizes neurotransmitters and hormones. Thus, this enzyme plays an important role in maintaining constant concentrations of endogenous monoamines in tissues, which is especially important for nervous tissue, and also limits their entry into the body with food and is involved in the metabolism of dangerous biologically active substances that are structurally similar to endogenous monoamines [https: //ru.wikipedia.org/wiki/].
Фармакологическая индукция - абсолютное увеличение количества и активности ферментов метаболизма вследствие воздействия на них определенного химического соединения, в частности лекарственного средства [https://ru.wikipedia.org/wiki/].Pharmacological induction is an absolute increase in the number and activity of metabolic enzymes due to exposure to a certain chemical compound, in particular a drug [https://ru.wikipedia.org/wiki/].
Opa1 - мультифункциональный митохондриальный белок, кодирует динамин-подобную ГТФазу. "Активность белка необходима для формирования крист - системы внутренних митохондриальных мембран. Белок управляет процессом слияния и разделения митохондрий, критичным для преодоления стрессовых условий и сохранения энергобаланса клетки. [https://www.genokarta.ru/gene/OPA1] Opa1 is a multifunctional mitochondrial protein that encodes a dynamin-like GTPase. "The activity of the protein is necessary for the formation of cristae - the system of internal mitochondrial membranes. The protein controls the process of fusion and separation of mitochondria, which is critical for overcoming stressful conditions and maintaining the energy balance of the cell. [https://www.genokarta.ru/gene/OPA1]
Трансфекция - процесс введения нуклеиновой кислоты в клетки эукариот невирусным методом [https://web.archive.org/web/20081217035133/].Transfection is the process of introducing nucleic acid into eukaryotic cells by a non-viral method [https://web.archive.org/web/20081217035133/].
Малая интерферирующая РНК - это класс двухцепочечных РНК, длиной 20-25 нуклеотидов. Взаимодействие малых интерферирующих РНК с матричной РНК (мРНК) целевого гена приводит к деградации последней (в процессе РНК-интерференции), предотвращая трансляцию мРНК на рибосомах в кодируемый ею белок. В конечном итоге результат действия малых интерферирующих РНК идентичен тому, как если бы просто снижалась экспрессия гена [https://ru.wikipedia.org/wiki\].Small interfering RNA is a class of double-stranded RNA, 20-25 nucleotides in length. The interaction of small interfering RNA with messenger RNA (mRNA) of the target gene leads to degradation of the latter (in the process of RNA interference), preventing the translation of mRNA on ribosomes into the protein it encodes. Ultimately, the effect of small interfering RNA is identical to that of simply reducing gene expression [https://ru.wikipedia.org/wiki\].
ТНР-1 - это моноцитарная клеточная линия человека, полученная от пациента с острым моноцитарным лейкозом. Он используется для тестирования клеточных линий лейкоза в иммуноцитохимическом анализе межбелковых взаимодействий и в иммуногистохимии а также как модельная клеточная линия моноцитов [https/en.wikipedia.org/wiki/THP-1_cell_line].THP-1 is a human monocytic cell line derived from a patient with acute monocytic leukemia. It is used to test leukemia cell lines in immunocytochemical analysis of protein-protein interactions and immunohistochemistry and as a model monocyte cell line [https/en.wikipedia.org/wiki/THP-1_cell_line].
Кондиционированные среды - питательная среда, содержащая различные физиологически активные продукты жизнедеятельности предварительно культивируемых в ней клеток [http://humbio.ru/humbio/tarantul_sl/00000b02.htm].Conditioned media is a nutrient medium containing various physiologically active waste products of cells pre-cultured in it [http://humbio.ru/humbio/tarantul_sl/00000b02.htm].
Внеклеточные рецепторы - это рецепторы, которые встроены в плазматическую мембрану клеток. Они участвуют в передаче сигналов в клетке, связываясь с внеклеточными молекулами. Это специализированные интегральные мембранные белки, которые обеспечивают связь между клеткой и внеклеточным пространством [https/en.wikipedia.org/wiki/Cell_surface_receptor].Extracellular receptors are receptors that are embedded in the plasma membrane of cells. They participate in cell signaling by binding to extracellular molecules. These are specialized integral membrane proteins that provide communication between the cell and the extracellular space [https/en.wikipedia.org/wiki/Cell_surface_receptor].
Онкологические заболевания в мире занимают второе место по смертности после сердечно-сосудистой патологии, и несмотря на определенные успехи в диагностике и методах лечения, темпы прироста заболеваемости раком неуклонно растут. Последние научные исследования показали, что эффективный подход к лечению рака требует терапии, а именно: Oncological diseases in the world rank second in mortality after cardiovascular pathology, and despite certain advances in diagnostics and treatment methods, the rate of increase in cancer incidence is steadily increasing. Recent scientific research has shown that an effective approach to cancer treatment requires therapy, namely:
- терапии направленной на опухолевые клетки (химиотерапия, радиотерапия, хирургическое лечение)- therapy aimed at tumor cells (chemotherapy, radiotherapy, surgical treatment)
- терапии направленной на микроокружение опухоли (таргетная терапия)- therapy aimed at the tumor microenvironment (targeted therapy)
- терапии направленной на иммунные клетки (иммунная терапия). - therapy aimed at immune cells (immune therapy).
При этом, следует акцентировать внимание на то, что, опухоль-ассоциированные макрофаги (tumor-associated macrophages = ТАМ) являются основным компонентом этого микроокружения и играют значительную роль в прогрессировании рака. At the same time, it should be emphasized that tumor-associated macrophages (TAMs) are the main component of this microenvironment and play a significant role in the progression of cancer.
Во время роста опухоли в организме больного, макрофаги создают благоприятную воспалительную среду, которая способствует более агрессивному росту опухоли, за счёт подавления противоопухолевого иммунного ответа у пациента, что в конечном счете и обеспечивает собственно распространение рака в другие органы (метастазирование) [Mantovani A. et.al. (2022) Macrophages as tools and targets in cancer therapy, Nat Rev Drug Discov., 21(11), 799-820]. During tumor growth in the patient’s body, macrophages create a favorable inflammatory environment, which promotes more aggressive tumor growth by suppressing the antitumor immune response in the patient, which ultimately ensures the actual spread of cancer to other organs (metastasis) [Mantovani A. et. .al. (2022) Macrophages as tools and targets in cancer therapy, Nat Rev Drug Discov., 21(11), 799-820].
Такие солидные раки, как рак легких и рак поджелудочной железы, очень плохо отвечают, как на химиотерапию, так и на иммунную терапию, в основном из-за активного воспалительного процесса внутри опухоли за счёт негативного воздействия раковых клеток на макрофаги больного.Solid cancers such as lung cancer and pancreatic cancer respond very poorly to both chemotherapy and immune therapy, mainly due to the active inflammatory process within the tumor due to the negative impact of cancer cells on the patient's macrophages.
Инфильтрация макрофагов из периферической крови в очаг опухолеобразования является ранним процессом в раке, с изначально благими целями запустить иммунный ответ и уничтожить раковые клетки, однако принимая во внимание известное свойство опухолевых клеток перепрограммировать свойства макрофагов, указанный процесс уничтожения опухолевых клеток макрофагами запускается в противоположном направлении, а именно макрофаги начинают поддерживать рост опухолевых клеток и способствуют прогрессированию опухоли у пациента. The infiltration of macrophages from the peripheral blood into the site of tumor formation is an early process in cancer, with the initially good goals of launching an immune response and destroying cancer cells, however, taking into account the known property of tumor cells to reprogram the properties of macrophages, this process of destruction of tumor cells by macrophages is launched in the opposite direction, and It is macrophages that begin to support the growth of tumor cells and contribute to the progression of the patient’s tumor.
Таким образом, заявителем в вышеизложенном материале выявлена причина и следствие развития онкологических заболеваний, вследствие этого необходимо найти воздействие на макрофаги для остановки поддержания процесса роста опухоли или нахождения метода по прекращению или уничтожению опухолевого процесса в организме больного. Thus, the applicant in the above material has identified the cause and effect of the development of oncological diseases, as a result of which it is necessary to find an effect on macrophages to stop the maintenance of the tumor growth process or to find a method to stop or destroy the tumor process in the patient’s body.
За уничтожение опухолевых клеток отвечают так называемые макрофаги М1 подтипа, за счет того, что они обладают противоопухолевыми свойствами. Однако, опухолевые клетки перепрограммируют макрофаги с М1 в М2 подтип за счёт того, что раковые клетки выделяют в микроокружение вещества: цитокины и хемокины, тем самым обеспечивая рост опухоли и метастазирование. The so-called macrophages of the M1 subtype are responsible for the destruction of tumor cells, due to the fact that they have antitumor properties. However, tumor cells reprogram macrophages from the M1 to the M2 subtype due to the fact that cancer cells release substances into the microenvironment: cytokines and chemokines, thereby ensuring tumor growth and metastasis.
Таким образом, раковые клетки перепрограммируя макрофаги с М1 в М2 подтип помогают опухоли расти и как следствие выключают противоопухолевый иммунитет организма больного.Thus, cancer cells, reprogramming macrophages from the M1 to the M2 subtype, help the tumor grow and, as a result, turn off the antitumor immunity of the patient’s body.
Такие перепрограммированные макрофаги называются альтернативно активированные макрофаги подтипа M2, при этом из исследованного уровня техники экспериментально показано что накопление таких макрофагов коррелирует с плохим прогнозом развития заболевания у больных пацтентов рака, особенно с раком легких, аденокарциномы и раком поджелудочной железы [Zhang B. et. al. (2011) M2-polarized tumor-associated macrophages are associated with poor prognoses resulting from accelerated lymphangiogenesis in lung adenocarcinoma, Clin (Sao Paulo), 66, 879-1886].Such reprogrammed macrophages are called alternatively activated macrophages of the M2 subtype, while the state of the art has experimentally shown that the accumulation of such macrophages correlates with a poor prognosis for the development of the disease in cancer patients, especially lung cancer, adenocarcinoma and pancreatic cancer [Zhang B. et. al. (2011) M2-polarized tumor-associated macrophages are associated with poor prognoses resulting from accelerated lymphangiogenesis in lung adenocarcinoma, Clin (Sao Paulo), 66, 879-1886].
На дату представления заявленных материалов, для минимизации указанного негативного эффекта развития опухолевого процесса, применяется несколько стратегий, воздействия на раковые макрофаги, а именно: As of the date of submission of the declared materials, to minimize the indicated negative effect of the development of the tumor process, several strategies are used to influence cancer macrophages, namely:
- элиминация макрофагов из опухоли, - elimination of macrophages from the tumor,
- предотвращение миграции макрофагов (М2) в опухоль, - prevention of migration of macrophages (M2) into the tumor,
- подавление функций альтернативно активированных макрофагов М2 подтипа - suppression of the functions of alternatively activated macrophages of the M2 subtype
- перепрограммирование М2 макрофагов в М1подтип макрофагов- reprogramming of M2 macrophages into the M1 subtype of macrophages
Далее заявителем проведён детальный анализ каждого из представленных выше известных стратегий с точки зрения их воздействия на макрофаги. Next, the applicant carried out a detailed analysis of each of the known strategies presented above from the point of view of their effect on macrophages.
Недостатком элиминации макрофагов является то, что циркулирующие в крови моноциты непрерывно рекрутируются в опухоли, где они дифференцируются в зрелые макрофаги M2 подтипа и вновь участвуют в прогрессировании опухоли [Zhu Y. et. al. (2017) Tissue-Resident Macrophages in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma Originate from Embryonic Hematopoiesis and Promote Tumor Progression, Immunity., 47, 323 - 328].The disadvantage of eliminating macrophages is that circulating monocytes are continuously recruited into tumors, where they differentiate into mature M2 macrophages and re-involve in tumor progression [Zhu Y. et. al. (2017) Tissue-Resident Macrophages in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma Originate from Embryonic Hematopoiesis and Promote Tumor Progression, Immunity., 47, 323 - 328].
При этом, главное препятствие в предотвращении миграции макрофагов в опухоль может заключаться в том, что истощение макрофагов совпадает с потерей резидентных в тканях популяций макрофагов, важных для поддержания гомеостаза, т.е. приводит к общему нарушению функционирования организма [Ries C.H. et. al. (2014) Targeting tumor-associated macrophages with anti-CSF-1R antibody reveals a strategy for cancer therapy, Cancer cell., 25(6), P. 846-859]. At the same time, the main obstacle in preventing the migration of macrophages into the tumor may be that the depletion of macrophages coincides with the loss of tissue-resident populations of macrophages important for maintaining homeostasis, i.e. leads to a general disruption of the functioning of the body [Ries C.H. et. al. (2014) Targeting tumor-associated macrophages with anti-CSF-1R antibody reveals a strategy for cancer therapy, Cancer cell., 25(6), P. 846-859].
Другое ограничение стратегий, нацеленных на подавление функций М2 макрофагов, связано с тем, что, если полностью удалить альтернативно активированные макрофаги из организма то, будет очень долго происходить воспалительный процесс в организме, поскольку М2 макрофаги способствуют тканевому восстановлению [Etzerodt A. et. al. (2019) Specific targeting of CD163 mobilizes inflammatory monocytes and promotes T cell-mediated tumor regression, J. Exp. Med., 216(10), 2394-2411]. Another limitation of strategies aimed at suppressing the functions of M2 macrophages is due to the fact that if alternatively activated macrophages are completely removed from the body, the inflammatory process in the body will take a very long time to occur, since M2 macrophages contribute to tissue repair [Etzerodt A. et. al. (2019) Specific targeting of CD163 mobilizes inflammatory monocytes and promotes T cell-mediated tumor regression, J. Exp. Med., 216(10), 2394-2411].
Исходя из представленного выше анализа можно сделать логичный вывод о том, что перепрограммирование макрофагов из М2 в М1 подтип является наиболее перспективной стратегией комбинированного лечения онкологических заболеваний. Первые доклинические исследования показали, что методы лечения, нацеленные на перепрограммирование макрофагов, не является токсичным для организма пациента, хорошо переносятся, т.к. эта стратегия приводит к клинической активизации иммунной системы пациента в целом, при чём указанная стабилизации заболевания, также наблюдались у пациентов, получавших интенсивное предварительное лечение химиотерапией [[Mantovani A. et.al. (2022) Macrophages as tools and targets in cancer therapy, Nat Rev Drug Discov., 21(11), 799-820]. Based on the analysis presented above, we can draw a logical conclusion that reprogramming macrophages from the M2 to the M1 subtype is the most promising strategy for the combined treatment of cancer. The first preclinical studies showed that treatment methods aimed at reprogramming macrophages are not toxic to the patient's body and are well tolerated, because This strategy leads to clinical activation of the patient's immune system as a whole, with this stabilization of the disease also observed in patients receiving intensive pretreatment with chemotherapy [[Mantovani A. et.al. (2022) Macrophages as tools and targets in cancer therapy, Nat Rev Drug Discov., 21(11), 799-820].
В процессе перепрограммирования М1 в М2 в организме пациента происходят кардинальные изменения метаболических функций организма пациента, т.е. провоспалительные М1 макрофаги и альтернативно активированные макрофаги М2 обеспечивают массивные метаболические перестройки [Viola A. et. al. (2019) The metabolic signature of macrophage responses, Front. Immunol., 10, 1462], направленные на уничтожение онкологических клеток в организме больного. In the process of reprogramming M1 to M2, cardinal changes in the metabolic functions of the patient’s body occur in the patient’s body, i.e. pro-inflammatory M1 macrophages and alternatively activated M2 macrophages provide massive metabolic changes [Viola A. et. al. (2019) The metabolic signature of macrophage responses, Front. Immunol., 10, 1462], aimed at destroying cancer cells in the patient’s body.
Принимая во внимание, что большая часть метаболических путей, необходимых для поляризации макрофагов, связана с митохондриями, представляется перспективным метод воздействие на митохондриальный метаболизм М2 макрофагов. Considering that most of the metabolic pathways required for macrophage polarization are associated with mitochondria, targeting the mitochondrial metabolism of M2 macrophages appears promising.
Известно, что изменения в митохондриальных функциях макрофагов являются отличительным признаком провоспалительных М1 макрофагов [Jha A.K. et.al. (2015) Network integration of parallel metabolic and transcriptional data reveals metabolic modules that regulate macrophage polarization, Immunity., 42(3), 419-30], [Ramond E. et. al. (2019) Pivotal role of mitochondria in macrophage response to bacterial pathogens, Front. Immunol., 10,2461].It is known that changes in the mitochondrial functions of macrophages are a hallmark of pro-inflammatory M1 macrophages [Jha A.K. et.al. (2015) Network integration of parallel metabolic and transcriptional data reveals metabolic modules that regulate macrophage polarization, Immunity., 42(3), 419-30], [Ramond E. et. al. (2019) Pivotal role of mitochondria in macrophage response to bacterial pathogens, Front. Immunol., 10.2461].
Макрофаги M1 не могут использовать митохондриальное дыхание для производства энергии и, следовательно, переключают свой метаболизм на гликолиз [Batista-Gonzalez A. (2020) New Insights on the Role of Lipid Metabolism in the Metabolic Reprogramming of Macrophages, Front. Immunol.].M1 macrophages cannot use mitochondrial respiration to produce energy and therefore switch their metabolism to glycolysis [Batista-Gonzalez A. (2020) New Insights on the Role of Lipid Metabolism in the Metabolic Reprogramming of Macrophages, Front. Immunol.].
При этом, макрофаги М2 демонстрируют умеренные уровни гликолиза и используют цикл трикарбоновых кислот, что позволяет им поддерживать высокие уровни окислительного фосфорилирования и рост опухоли.However, M2 macrophages exhibit moderate levels of glycolysis and utilize the tricarboxylic acid cycle, which allows them to support high levels of oxidative phosphorylation and tumor growth.
А при этом провоспалительные М1 макрофаги демонстрируют очень низкие уровни окислительного фосфорилирования из-за нарушения электрон-транспортной цепи (ETC).In contrast, pro-inflammatory M1 macrophages exhibit very low levels of oxidative phosphorylation due to disruption of the electron transport chain (ETC).
Таким образом можно сделать общий вывод о том, что способы перенаправления митохондриального метаболизма в опухолевых макрофагах (М2) из окислительного фосрфорилирования в гликолиз представляется перспективным методом перепрограммирования макрофагов из М2 в М1 при онкологических заболеваниях. Thus, we can draw a general conclusion that methods of redirecting mitochondrial metabolism in tumor macrophages (M2) from oxidative phosphorylation to glycolysis appears to be a promising method for reprogramming macrophages from M2 to M1 in cancer.
На дату подачи заявленного технического решения заявителем проведены исследования уровня техники и тенденций развития техники в данной области по научной и патентной информации, выявлены существующие проблемы, связанные с отсутствием эффективного подход к лечению рака, направленной как на опухолевые клетки, так и на микроокружение опухоли. As of the date of submission of the claimed technical solution, the applicant conducted research into the level of technology and trends in the development of technology in this field based on scientific and patent information, and identified existing problems associated with the lack of an effective approach to cancer treatment aimed at both tumor cells and the tumor microenvironment.
Вследствие изложенного, существует неразрешенная до настоящего времени проблема по выявлению методов воздействия на опухолевые макрофаги в том числе и за счет изменения их митохондриальных функций для лечения рака.Due to the above, there is a hitherto unresolved problem in identifying methods of influencing tumor macrophages, including by changing their mitochondrial functions for the treatment of cancer.
Из исследованного уровня техники выявлено изобретение по патенту № WO 2023287096 A1 (аналог № 1) «Сomposition for inhibiting m2 polarization of macrophages and treating cancer, comprising humanized monoclonal antibody specific to chi3l1» «Композиция для ингибирования м2-поляризации макрофагов и лечения рака, содержащая моноклональное антитело, специфичное к chi3l1».From the researched level of technology, an invention was identified under patent No. WO 2023287096 A1 (analogue No. 1) “Composition for inhibiting m2 polarization of macrophages and treating cancer, containing humanized monoclonal antibody specific to chi3l1” “Composition for inhibiting m2 polarization of macrophages and treating cancer, containing monoclonal antibody specific for chi3l1."
Сущностью известного технического решения является фармацевтическая композиция, содержащая: моноклональное антитело, специфически связывающееся с Chi3L1 в качестве активного ингредиента, как способ ингибирования поляризации М2 макрофагов, для профилактики, лечения или ингибирования метастазирования рака. Композиция для ингибирования М2 поляризации макрофагов по.1, отличающаяся тем, что моноклональное антитело содержит следующие области:The essence of the known technical solution is a pharmaceutical composition containing: a monoclonal antibody that specifically binds to Chi3L1 as an active ingredient, as a method of inhibiting the polarization of M2 macrophages, for the prevention, treatment or inhibition of cancer metastasis. Composition for inhibiting M2 polarization of macrophages according to claim 1, characterized in that the monoclonal antibody contains the following areas:
(a) переменная область тяжелой цепи, состоящая из аминокислотной последовательности SEQ ID NO: 1; и(a) a heavy chain variable region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1; And
(b) переменная область легкой цепи, состоящая из аминокислотной последовательности SEQ ID NO: 3.(b) a light chain variable region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3.
Композиция для ингибирования М2 поляризации макрофагов по.1, отличающаяся тем, что моноклональное антитело содержит следующие области:Composition for inhibiting M2 polarization of macrophages according to claim 1, characterized in that the monoclonal antibody contains the following areas:
(a) переменная область тяжелой цепи, состоящая из аминокислотной последовательности SEQ ID NO: 2; и(a) a heavy chain variable region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2; And
(b) переменная область легкой цепи, состоящая из аминокислотной последовательности SEQ ID NO: 4.(b) a light chain variable region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4.
Композиция для ингибирования М2 поляризации макрофагов по.1, при этом композиция ингибирует фосфорилирование STAT6.Composition for inhibiting M2 polarization of macrophages according to claim 1, wherein the composition inhibits STAT6 phosphorylation.
Способ ингибирования поляризации макрофагов М2, включающий контакт любой композиции любого из пп.1-4 с клетками, экспрессирующими белок Chi3L1.A method for inhibiting the polarization of M2 macrophages, comprising contacting any composition of any one of claims 1-4 with cells expressing the Chi3L1 protein.
Фармацевтическая композиция для профилактики, лечения или ингибирования метастазирования рака, содержащая композицию любого из пп.1-4 в качестве активного ингредиента.A pharmaceutical composition for preventing, treating or inhibiting cancer metastasis, comprising a composition of any one of claims 1 to 4 as an active ingredient.
Композиция для диагностики рака, содержащая композицию любого из пп.1-4 в качестве активного ингредиента.A composition for diagnosing cancer, containing a composition of any one of claims 1 to 4 as an active ingredient.
Набор для диагностики рака, содержащий композицию любого из пп.1-4 в качестве активного ингредиента.A cancer diagnostic kit containing a composition of any one of claims 1 to 4 as an active ingredient.
Таким образом, кратко сущностью известного технического решения является фармацевтическая композиция, содержащая: моноклональное антитело, специфичное к Chi3L1. Композиция обладает превосходным эффектом ингибирования роста опухоли и метастазирования и, таким образом, может по-разному применяться в качестве композиций для профилактики и лечения рака и ингибирования метастазы рака. Thus, briefly, the essence of the known technical solution is a pharmaceutical composition containing: a monoclonal antibody specific for Chi3L1. The composition has an excellent effect of inhibiting tumor growth and metastasis, and thus can be variously used as compositions for preventing and treating cancer and inhibiting cancer metastasis.
Недостатком известного изобретения по патенту № WO2023287096A1 является то, что моноклональные антитела, направленные против опухолеассоциированных макрофагов, быстро распадаются в организме, и обычно не более 20% введенной дозы взаимодействует с макрофагами [Beckman. et al. (2007) Potential Role for Early Biomarker Testing as Part of a Modern, Multidisciplinary Approach to Sjögren’s Syndrome Diagnosis. Adv Ther, 34, 779-812. - 2017. V 34, 799-812]. The disadvantage of the known invention under patent No. WO2023287096A1 is that monoclonal antibodies directed against tumor-associated macrophages quickly disintegrate in the body, and usually no more than 20% of the administered dose interacts with macrophages [Beckman. et al. (2007) Potential Role for Early Biomarker Testing as Part of a Modern, Multidisciplinary Approach to Sjögren’s Syndrome Diagnosis. Adv Ther, 34, 779-812. - 2017. V 34, 799-812].
Также недостатком является то, что моноклональные антитела могут иметь несколько различных вариантов способа действия на клетки, и фактический механизм действия после введения пациентам не всегда ясен [E. Soderlind. et al. (2001) The Immune Diversity in a Test Tube - Non-Immunised Antibody Libraries and Functional Variability in Defined Protein Scaffolds. Bentham science, 4(5), 409-416]. Таким образом, известное техническое решение является ограниченным по эффективности использования по назначению.Another disadvantage is that monoclonal antibodies can have several different modes of action on cells, and the actual mechanism of action once administered to patients is not always clear [E. Soderlind. et al. (2001) The Immune Diversity in a Test Tube - Non-Immunised Antibody Libraries and Functional Variability in Defined Protein Scaffolds. Bentham science, 4(5), 409-416]. Thus, the known technical solution is limited in the effectiveness of its intended use.
Из исследованного уровня техники выявлено изобретение по патенту № WO 2019143948 A1 (аналог № 2) «Аltering inflammatory states of immune cells in vivo by modulating cellular activation states» «Изменение воспалительных состояний иммунных клеток путем изменения состояний клеточной активации». Сущностью известного технического решения является способ изменения состояния активации макрофагов в опухоли, включающий: введение в участок опухоли наночастиц, содержащих ядро из полиаминоэфира и покрытие из полиглутаминовой кислоты с транскрибируемой мРНК, кодирующей один или несколько регуляторных фактора, инкапсулированные в сердцевине, и при этом состояние активации макрофагов изменяется от классического состояния до активированного состояния. Опухоль представляет собой рак яичника, опухоль глиобластомы или опухоль метастатического рака легкого.From the researched level of technology, an invention was identified under patent No. WO 2019143948 A1 (analogue No. 2) “Altering inflammatory states of immune cells in vivo by modulating cellular activation states.” The essence of the known technical solution is a method for changing the activation state of macrophages in a tumor, including: introducing into the tumor site nanoparticles containing a polyamino ester core and a polyglutamic acid coating with transcribed mRNA encoding one or more regulatory factors encapsulated in the core, and at the same time the activation state macrophages changes from the classical state to the activated state. The tumor is an ovarian cancer, a glioblastoma tumor, or a metastatic lung cancer tumor.
Таким образом, кратко сущностью известного технического решения является использование наночастиц, несущих мРНК, кодирующие M1-поляризующие факторы транскрипции, которые могут перепрограммировать TAM в убивающие опухолевые клетки макрофаги или иным образом вызывать разрушение опухолевых клеток, тем самым лечит рак. Thus, in brief, the essence of the known technical solution is the use of nanoparticles carrying mRNAs encoding M1-polarizing transcription factors that can reprogram TAMs into tumor cell-killing macrophages or otherwise cause the destruction of tumor cells, thereby treating cancer.
Недостатком известного изобретения по патенту № WO2019143948A1 является то, что нацеливание на IKKβ для блокирования активности M2-подобных макрофагов, не является идеальным подходом при лечении онкологических заболеваний по мнению заявителя, поскольку эти киназы имеют несколько направлений воздействий и могут вызывать в том числе и нежелательные побочные эффекты, а именно ухудшение сердечной функции [Bhullar K.S. et al. (2018) Kinase-targeted cancer therapies: progress, challenges and future directions. Mol Cancer. V. 17 (48)]. Таким образом, известное техническое решение в целом, по мнению заявителя, являются ограниченным по эффективности при их использовании по назначению.The disadvantage of the known invention under patent No. WO2019143948A1 is that targeting IKKβ to block the activity of M2-like macrophages is not an ideal approach for the treatment of cancer, according to the applicant, since these kinases have several directions of influence and can also cause unwanted side effects effects, namely deterioration of cardiac function [Bhullar K.S. et al. (2018) Kinase-targeted cancer therapies: progress, challenges and future directions. Mol Cancer. V. 17 (48)]. Thus, the known technical solution as a whole, according to the applicant, is limited in effectiveness when used for its intended purpose.
Из исследованного уровня техники выявлено изобретение по патенту № CN 101904837 A (аналог № 3) «Use of rotenone as non-small cell lung cancer cell sensitizer» «Использование ротенона в качестве сенсибилизатора клеток немелкоклеточного рака легкого».From the researched level of technology, an invention was identified under patent No. CN 101904837 A (analogue No. 3) “Use of rotenone as non-small cell lung cancer cell sensitizer.”
Сущностью известного технического решения является применение ротенона, ингибитора митохондриальной дыхательной цепи, для предотвращения резистентности немелкоклеточных клеток рака легкого к таргетным противоопухолевым препаратам.The essence of the known technical solution is the use of rotenone, an inhibitor of the mitochondrial respiratory chain, to prevent resistance of non-small cell lung cancer cells to targeted anticancer drugs.
Ротенон представляет собой соединение, выделенное из природных растений, и может связываться с комплексом митохондриальной дыхательной цепи I, тем сазаявителем м ингибируя окислительное фосфорилирование митохондрий, уменьшая потенциал митохондриальной мембраны и вызывая повреждение клеток. Данное техническое решение показало, что применение соединения ротенона не оказывает очевидного токсического и побочного эффекта на нормальные клетки (HEK293), и показывает, что ротенон снижает количество опухолевых клеток рака легкого (A549 и NCI-H460) и являются новой лекарственной комбинацией, которая может быть использована для лечения немелкоклеточного рака легкого. Rotenone is a compound isolated from natural plants and can bind to mitochondrial respiratory chain complex I, thereby inhibiting mitochondrial oxidative phosphorylation, reducing mitochondrial membrane potential and causing cell damage. This technical solution showed that the use of rotenone compound has no obvious toxic and side effects on normal cells (HEK293), and shows that rotenone reduces the number of lung cancer tumor cells (A549 and NCI-H460) and is a new drug combination that can be used for the treatment of non-small cell lung cancer.
Недостатком известного изобретения по патенту № CN101904837A является то, что ротенон может ингибировать опухолевые клетки, но само соединение может индуцировать апоптоз нервных клеток и вызывать множество токсических и побочных эффектов, а именно рвоту, нарушение координации, мышечный тремор, клонические судороги и дыхательную недостаточность, вследствие чего возможны осложнения или летальный исход.The disadvantage of the known invention according to patent No. CN101904837A is that rotenone can inhibit tumor cells, but the compound itself can induce apoptosis of nerve cells and cause many toxic and side effects, namely vomiting, incoordination, muscle tremors, clonic convulsions and respiratory failure, due to which may result in complications or death.
Заявленное техническое решение решает проблему посредством подбора дозы ротенона и других лекарственных препаратов таким образом, чтобы минимизировать его токсическое воздействие на здоровые клетки и усилит его воздействие на опухолевые клетки.The claimed technical solution solves the problem by selecting the dose of rotenone and other drugs in such a way as to minimize its toxic effect on healthy cells and enhance its effect on tumor cells.
Из исследованного уровня техники выявлено изобретение по патенту № WO2020006199A2 (аналог № 4) «Methods and agents for modulating inflammation» «Способы и средства для моделирования воспаления».From the researched level of technology, an invention was identified under patent No. WO2020006199A2 (analogue No. 4) “Methods and agents for modulating inflammation.”
Сущностью известного технического решения является способ усиления альтернативной активации макрофагов путем введения агента, повышающего внутриклеточные уровни кофермента А. Увеличение количества внутриклеточного кофермента А увеличивает поочередную активацию макрофагов, что приводит к подавлению иммунного ответа, что полезно при лечении воспалительных заболеваний. Снижение внутриклеточного уровня кофермента А снижает альтернативную активацию макрофагов и меняет активность опухолеассоциированных иммунных клеток, что эффективно использовать для лечения рака. The essence of the known technical solution is a method of enhancing alternative activation of macrophages by introducing an agent that increases intracellular levels of coenzyme A. Increasing the amount of intracellular coenzyme A increases the alternating activation of macrophages, which leads to suppression of the immune response, which is useful in the treatment of inflammatory diseases. Reducing the intracellular level of coenzyme A reduces alternative activation of macrophages and changes the activity of tumor-associated immune cells, which can be effectively used for the treatment of cancer.
Недостатком известного изобретения по патенту № WO2020006199A2 является то, что он воздействует на один из этапов/процессов митохондриального метаболизма, тогда как в заявленном техническом решении предложен спектр препаратов, которые влияют на различные процессы метаболизма в митохондриях, а именно: The disadvantage of the known invention under patent No. WO2020006199A2 is that it affects one of the stages/processes of mitochondrial metabolism, while the claimed technical solution proposes a range of drugs that affect various metabolic processes in mitochondria, namely:
- подавление митохондриального дыхания, - suppression of mitochondrial respiration,
- изменение электронно-транспортной цепи,- change in the electron transport chain,
- подавление окислительного фосфорилирования,- suppression of oxidative phosphorylation,
- подавление карнитина, продукции АТФ.- suppression of carnitine, ATP production.
Из исследованного уровня техники выявлено изобретение по патенту № CA3088009A1 (аналог № 5) «Methods and compositions for macrophage polarization» «Способы и композиции для поляризации макрофагов».From the researched level of technology, an invention was identified under patent No. CA3088009A1 (analogue No. 5) “Methods and compositions for macrophage polarization”.
Сущностью известного технического решения является использование внеклеточных везикул, содержащих нуклеиновую кислоту, для изменения поляризации макрофагов, ассоциированных с опухолью.The essence of the known technical solution is the use of extracellular vesicles containing nucleic acid to change the polarization of tumor-associated macrophages.
Внеклеточная везикула, содержащая один или несколько компонентов, которые при контакте с макрофагом избирательно меняют макрофаг из фенотипа М2 в фенотип М1. Внеклеточная везикула представляет собой экзосому и содержит, несколько компонентов, ингибирующих один ген-мишень макрофага. Компонент входящий в состав везикул представляет собой нуклеиновую кислоту - ингибиторную РНК. Анализировали: поглощения внеклеточного везикулы, экспрессию целевого гена, высвобождение цитокинов и поверхность клеток макрофагов. При взаимодействии внеклеточных везикул, содержащих нуклеиновую кислоту, макрофаг M1 подтипа проявлял повышенную секрецию воспалительных цитокинов и хемокинов и пониженную секрецию противовоспалительных цитокинов и хемокинов, по сравнению с макрофагом M2 подтипа.An extracellular vesicle containing one or more components that, upon contact with a macrophage, selectively change the macrophage from the M2 phenotype to the M1 phenotype. The extracellular vesicle is an exosome and contains several components that inhibit one macrophage target gene. The component included in the vesicles is a nucleic acid - inhibitory RNA. Analyzed: extracellular vesicle uptake, target gene expression, cytokine release, and macrophage cell surface. Upon interaction of extracellular vesicles containing nucleic acid, the M1 subtype macrophage exhibited increased secretion of inflammatory cytokines and chemokines and decreased secretion of anti-inflammatory cytokines and chemokines, compared with the M2 subtype macrophage.
Таким образом, кратко сущностью известного технического решения является композиция, включающая внеклеточные везикулы, содержащего гены, перепрограммирующие поляризацию макрофагов для лечения рака. Thus, briefly, the essence of the known technical solution is a composition comprising extracellular vesicles containing genes that reprogram macrophage polarization for the treatment of cancer.
Недостатком известного изобретения по патенту № CA3088009A1 является сложная техническая реализация. Выделение и очистка экзосом с использованием последовательных и воспроизводимых методов остается проблемой. Заявленное техническое решение решает проблему использованием известных фармацевтических препаратов по новому назначению.The disadvantage of the known invention according to patent No. CA3088009A1 is its complex technical implementation. Isolation and purification of exosomes using consistent and reproducible methods remains a challenge. The claimed technical solution solves the problem by using known pharmaceuticals for a new purpose.
Известен патент № WO2022087424A1 (аналог № 6) «Monoamine oxidase blockade therapy for treating cancer through regulating tumor associated macrophages (tams)» «Моноаминоксидазная блокадная терапия для лечения рака путем регуляции опухолеассоциированных макрофагов».Known patent No. WO2022087424A1 (analogue No. 6) “Monoamine oxidase blockade therapy for treating cancer through regulating tumor associated macrophages (tams)” “Monoamine oxidase blockade therapy for treating cancer by regulating tumor-associated macrophages.”
Сущностью известного технического решения является композиция вещества, включающая: химиотерапевтическое средство; ингибитор моноаминоксидазы А; и фармацевтически приемлемый носитель. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что ингибитор моноаминоксидазы А содержит по меньшей мере одно из следующего: фенелзин; моклобемид; хлоргилин; пирлиндол; изокарбоксазид; транилципромид; ипрониазид; кароксазон; бефлоксатон; брофаромин; цимоксатон; эпробемид; эсупрон; метроиндол; или толоксатон. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что композиция содержит липид; и/или композиция содержит ингибитор моноаминоксидазы А, расположенный внутри наночастицы. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что ингибитор моноаминоксидазы А присутствует в композиции в таких количествах, что количество ингибитора моноаминоксидазы А, доступное для ассоциированных с опухолью макрофагов у индивидуума, которому вводят композицию, является достаточным для модулирования фенотипа ассоциированного с опухолью макрофага. Композиция по п. 4, отличающаяся тем, что модуляция фенотипа ассоциированных с опухолью макрофагов включает по меньшей мере одно из следующего: снижение уровней внутриклеточных активных форм кислорода; повышенная иммунореактивность опухоли. Способ модулирования фенотипа опухолеассоциированного макрофага, включающий введение ингибитора моноаминоксидазы А в среду, в которой находится CD8 Т-клетка; при этом количество ингибитора моноаминоксидазы А, вводимого в окружающую среду, выбирают таким образом, чтобы оно было достаточным для модулирования фенотипа ассоциированного с опухолью макрофага. Способ по п. 8, отличающийся тем, что макрофаг, ассоциированный с опухолью, находится у индивидуума, у которого диагностирован рак. Способ по п. 9, отличающийся тем, что индивидуум проходит терапевтическую схему, включающую введение химиотерапевтического агента. Способ по п. 9, отличающийся тем, что рак представляет собой лимфому или рак кожи, молочной железы, яичников, предстательной железы, колоректальный рак или рак легких. Способ по п. 13, отличающийся тем, что ингибитор моноаминоксидазы А расположен внутри наночастицы; необязательно наночастица, содержащая липид. Способ по п. 8 или п. 16, отличающийся тем, что ингибитор моноаминоксидазы А находится в композиции, содержащей сшитую многослойную липосому, имеющую внешнюю поверхность и внутреннюю поверхность, причем внутренняя поверхность образует центральную полость липосомы, при этом многослойная липосома включает по меньшей мере первый липидный бислой и второй липидный бислой, причем первый липидный бислой ковалентно связан со вторым липидным бислоем; и ингибитор моноаминоксидазы А, расположенный внутри липосомы.The essence of the known technical solution is a composition of a substance, including: a chemotherapeutic agent; monoamine oxidase A inhibitor; and a pharmaceutically acceptable carrier. The composition according to claim 1, characterized in that the monoamine oxidase A inhibitor contains at least one of the following: phenelzine; moclobemide; chlorgyline; pirlindol; isocarboxazid; tranylcypromide; iproniazid; caroxazone; befloxatone; brofaromine; cymoxatone; eprobemide; esupron; metroindole; or toloxatone. The composition according to claim 1, characterized in that the composition contains a lipid; and/or the composition contains a monoamine oxidase A inhibitor located within the nanoparticle. The composition of claim 1, wherein the monoamine oxidase A inhibitor is present in the composition in such amounts that the amount of monoamine oxidase A inhibitor available to tumor-associated macrophages in the individual to whom the composition is administered is sufficient to modulate the phenotype of the tumor-associated macrophage. The composition according to claim 4, characterized in that modulation of the phenotype of tumor-associated macrophages includes at least one of the following: reducing the levels of intracellular reactive oxygen species; increased tumor immunoreactivity. A method for modulating the phenotype of a tumor-associated macrophage, comprising introducing a monoamine oxidase A inhibitor into the environment in which the CD8 T cell is located; wherein the amount of monoamine oxidase A inhibitor introduced into the environment is selected to be sufficient to modulate the tumor-associated macrophage phenotype. The method according to claim 8, characterized in that the tumor-associated macrophage is located in the individual diagnosed with cancer. The method of claim 9, wherein the individual undergoes a therapeutic regimen comprising administration of a chemotherapeutic agent. The method according to claim 9, characterized in that the cancer is lymphoma or cancer of the skin, breast, ovary, prostate, colorectal cancer or lung cancer. The method according to claim 13, characterized in that the monoamine oxidase A inhibitor is located inside the nanoparticle; optionally a nanoparticle containing a lipid. The method according to claim 8 or claim 16, characterized in that the monoamine oxidase inhibitor A is in a composition containing a cross-linked multilayer liposome having an outer surface and an inner surface, wherein the inner surface forms the central cavity of the liposome, wherein the multilayer liposome includes at least the first a lipid bilayer and a second lipid bilayer, the first lipid bilayer being covalently linked to the second lipid bilayer; and a monoamine oxidase A inhibitor located within the liposome.
Более кратко, сущностью известного технического решения является нацеливание на опухолеассоциированные макрофаги (TAM) как многообещающая стратегия для изменения микроокружения опухоли и улучшения иммунотерапии рака. Моноаминоксидаза А (МАО-А) является ферментом, наиболее известным своей функцией в головном мозге; низкомолекулярные ингибиторы МАО-А клинически используются для лечения неврологических расстройств. Ранее была обнаружена индукция МАО-А в мышиных и человеческих TAM. В данном техническом решении определили, что у мышей с дефицитом МАО-А наблюдалось снижение противовосполительных функций ТАМ, соответствующих усиленному противоопухолевому иммунитету. Данное техническое решение определило, что лечение МАО индуцировало перепрограммирование ТАМ и подавленный рост опухолевых клеток в мышиных и человеческих опухолевых моделях. Также было продемонстрировано, что МАО-А способствует поляризации ТАМ посредством повышения регуляции окислительного стресса. Вместе эти данные идентифицируют МАО-А как регулятора поляризации TAM и возможность применения для улучшения иммунотерапии рака.Briefly, the essence of the prior art is targeting tumor-associated macrophages (TAMs) as a promising strategy for altering the tumor microenvironment and improving cancer immunotherapy. Monoamine oxidase A (MAO-A) is an enzyme best known for its function in the brain; Small molecule MAO-A inhibitors are used clinically to treat neurological disorders. Induction of MAO-A in mouse and human TAMs has been previously observed. In this technical solution, it was determined that in mice with MAO-A deficiency there was a decrease in the anti-inflammatory functions of TAM, corresponding to enhanced antitumor immunity. This technical solution determined that MAO treatment induced TAM reprogramming and suppressed tumor cell growth in mouse and human tumor models. MAO-A has also been demonstrated to promote TAM polarization by upregulating oxidative stress. Together, these data identify MAO-A as a regulator of TAM polarization and potential applications for improving cancer immunotherapy.
Недостатком известного изобретения по патенту № WO2022087424A1 является проблема безопасности при лечении ингибиторами МАО, а именно реакция гипертонического криза и серотониновый синдром. Гипертонические кризы могут возникать в результате фармакодинамического взаимодействия препаратами или при чрезмерном употребления тирамина с пищей. Серотониновый синдром возникает, когда препараты, повышающие доступность серотонина, принимаются при ингибировании активности МАО [Bodkin J.A. et.al. (2019) Moving on With Monoamine Oxidase Inhibitors, Focus (Am Psychiatr Publ), 19(1), 50-52]. Заявленное техническое решение решает проблему, воздействуя на митохондриальный метаболизм, без побочных действий. The disadvantage of the known invention according to patent No. WO2022087424A1 is the safety problem during treatment with MAO inhibitors, namely the reaction of hypertensive crisis and serotonin syndrome. Hypertensive crises can occur as a result of pharmacodynamic drug interactions or with excessive dietary intake of tyramine. Serotonin syndrome occurs when drugs that increase serotonin availability are taken while inhibiting MAO activity [Bodkin J.A. et.al. (2019) Moving on With Monoamine Oxidase Inhibitors, Focus (Am Psychiatr Publ), 19(1), 50-52]. The claimed technical solution solves the problem by affecting mitochondrial metabolism, without side effects.
Таким образом, на дату представления заявочных материалов заявителем не выявлена какая-либо информация с клиническими и доклиническими исследованиями по использованию фармакологических препаратов, блокирующих процессы окислительного фосфорилирования в митохондриях, для применения при лечении онкологических заболеваний. Таким образом, заявленное техническое решение является дополнительным доказательством эффективности фармакологических методов воздействия на опухолевые макрофаги за счет изменения их митохондриальных функций и, как следствие, является перспективным направлением внедрения эффективных лекарств для лечения рака.Thus, as of the date of submission of application materials, the applicant had not identified any information with clinical and preclinical studies on the use of pharmacological drugs that block the processes of oxidative phosphorylation in mitochondria for use in the treatment of cancer. Thus, the claimed technical solution is additional evidence of the effectiveness of pharmacological methods of influencing tumor macrophages by changing their mitochondrial functions and, as a result, is a promising direction for the introduction of effective drugs for the treatment of cancer.
Выявленные аналоги совпадают с заявленным техническим решением по отдельным признакам, поэтому прототип не выявлен и формула изобретения составлена без ограничительной части.The identified analogues coincide with the declared technical solution in certain respects, therefore the prototype has not been identified and the claims are drawn up without a restrictive part.
Техническим результатом заявленного технического решения является подбор подходящих лекарств и фармакологических соединений, которые обеспечивают возможность смещения митохондриального метаболизма с окислительного фосфорилирования, свойственного макрофагам М2 типа, в гликолизный тип, характерный для макрофагов М1 типа. Этот подход, по мнению заявителя, является наиболее перспективным способом подавления роста опухолевых клеток у больных онкологическими заболеваниями. The technical result of the claimed technical solution isselection of suitable drugs and pharmacological compounds that provide the opportunity to shift mitochondrial metabolism from oxidative phosphorylation, characteristic of M2 type macrophages, to the glycolytic type, characteristic of M1 type macrophages. This approach, according to the applicant, is the most promising way to suppress the growth of tumor cells in patients with cancer.
Сущностью заявленного технического решения является способ подбора лекарственных средств для реализации фармакологической индукции митохондриальной дисфункции в макрофагах для противоопухолевой терапии заключающийся в том, что на первом этапе проводят культивирование опухолевых клеток мыши и человека, для чего опухолевые клетки мыши и человека культивируют в питательной среде DМЕМ, содержащей 10% сыворотки крови плодов коровы, L-глутамин и смесь антибиотиков пенициллин-стрептомицин, при температуре 37°C, во влажной атмосфере, содержащей 5% СО2; на втором этапе проводят культивирование и дифференцировка ТНР-1 клеток, для чего моноцитарную клеточную линию человека THP1 в качестве модели макрофагов человека культивируют в среде RPMI-160 содержащей 10% сыворотки, антибиотики и 2 мМ L-глутамина, при этом для дифференциации миелоидных клеток-предшественников до макрофагов добавляют форбол-12-миристат-13-ацетат, PMA в концентрации 2 нг/мл, инкубируют 48 часов при температуре 37°C, во влажной атмосфере, содержащей 5% СО2; далее клетки промывают фосфатно-солевым буфером Дульбекко DPBS и добавляют среду RPMI-160 содержащей 10% сыворотки, антибиотики и 2 мМ L-глутамина и инкубируют при температуре 37°C, во влажной атмосфере, содержащей 5% СО2 в течение двух дней; на третьем этапе проводят получение первичных макрофагов человека из мононуклеарных клеток периферической крови здоровых доноров, для чего мононуклеарные клетки, полученные из периферической крови человека, промывают DPBS 2 раза, далее добавляют питательную среду RPMI-160 с 5% человеческой сывороткой, 100 ед/мл пенициллина, 100 мкг/мл стрептомицина и 2 мМ L-глутамина, для дифференцировки до макрофагов добавляют человеческий MCSF в концентрации 20 нг/мл и инкубируют 9 дней при температуре 37°C, во влажной атмосфере, содержащей 5% СО2; на четвертом этапе проводят получение макрофагов из миелоидных клеток-предшественников костного мозга мыши, для чего моноциты, полученные из костного мозга мыши, культивируют в среде RPMI-160 с 10% фетальной бычьей сывороткой FBS, 100 ед/мл пенициллина, 100 мкг/мл стрептомицина и 2 мМ L-глутамина при температуре 37°C, во влажной атмосфере, содержащей 5% СО2; для дифференциация миелоидных клеток-предшественников до макрофагов добавляют рекомбинантный макрофагальный колониестимулирующий фактор M-CSF в концентрации 20 нг/мл; на пятом этапе проводят совместное культивирование мышиных макрофагов и опухолевых клеток в сфероидах, для чего для предотвращения клеточной адгезии к пластику, культуральный пластик покрывают тонким слоем 1% агарозы, далее планшет с 1% агарозой инкубируют при температуре 37°C в течение 20 минут для полной полимеризации матрикса, до достижения гелеобразного состояния; далее получают многокомпонентную клеточную ко-культуру путем внесения в лунки заранее подготовленных опухолевых клеток рака легкого мыши и макрофагов, полученных из костного мозга мыши в соотношении 1:3, находящихся в сфероидной среде содержащей, DMEM/F12, 0,4 % бычьего сывороточного альбумина BSA, L-глутамина, смесь антибиотиков пенициллин-стрептомицин, 1 мл добавки B-27 ™ (50X), 20 нг/мл фактора роста фибрабластов FGF2 и 20 нг/мл эпидермального фактор роста EGF; к многокомпонентной клеточной ко-культуре добавляют вещества с исследуемой противоопухолевой активностью в ранее выбранных концентрациях: этомоксир 0,5 мкмоль, циклоспорин А 0,5 мкмоль, диметилфумарат 1 мкмоль, ставудин 1,25 мкмоль, диданозин 2,5 мкмоль, ротенон 0,01 мкмоль, антимицин А 3 наномоль, олигомицин 0,1 мкмоль, карбонилцианид-п-трифторметоксифенилгидразон FCCP 0,15 мкмоль, BPTES 0,5 мкмоль; далее многокомпонентную клеточную ко-культуру инкубируют 5 дней при температуре 37°C, в насыщенной влажной атмосфере, содержащей 5% СО2 до образования клетками сфероподобных структур; морфологию клеток ко-культуры анализируют с использованием фазово-контрастной микроскопии; клетки собирают и центрифугируют для их осаждения; получившийся осадок ресуспендируют и инкубируют 3 мин при температуре 37°C и подсчитывают количество клеток в камере Горяева, для камеры используют формулу: N / 15 * 250 * 10^3, где N - число клеток в пятнадцати квадратах камеры, расположенных по диагонали/объем в мл; на шестом этапе проводят мониторинг роста опухолевых клеток в кондиционированных средах из активированных макрофагов, для чего к макрофагам, полученным из костного мозга мыши, на 5 день дифференцировки добавляют кондиционированную среду от опухолевых клеток рака легкого мыши или рака поджелудочной железы в соотношении 1:3 и препараты в выбранных концентрациях и инкубируют 24 ч при температуре 37°C, во влажной атмосфере, содержащей 5% СО2; на следующий день клетки промывают буфером DPBS и добавляют среду DMEM, содержащей 2% сыворотку крови плодов коровы, L-глутамин и смесь антибиотиков и инкубируют 72 ч; далее кондиционированную среду от активированных макрофагов центрифугируют при 300 g 5 минут и хранят в морозильной камере при температуре минус 20°С; опухолевые клетки рака легкого мыши и поджелудочной железы культивируют в среде DMEM с 10% сывороткой и антибиотиками; на следующий день клетки промывают буфером DPBS и добавляют кондиционированную среду от активированных макрофагов - 1 часть, и среду DMEM, содержащей 0.5 % сыворотки и антибиотики - 2 части; через 9 дней производят подсчет опухолевых клеток; опухолевые клетки рака легкого мыши и поджелудочной железы промывают буфером DPBS, добавляют 200 мкл 0,25% трипсина-ЭДТА, инкубируют 3 мин и подсчитывают количество клеток, после чего определяют рост или подавление опухолевых клеток; на седьмом этапе проводят поляризацию первичных макрофагов, полученных из периферической крови, для чего к дифференцированным макрофагам, полученным из периферической крови доноров, добавляют 20 нг/мл интерлейкина-4, IL-4 и комбинацию 20 нг/мл липополисахарида, LPS + 20 нг/мл интерферона- гамма, IFNγ и препараты в выбранных концентрациях; через 24 часа к клеткам добавляют 1 мл раствора Extra RNA для лизиса и последующего выделения РНК; на восьмом этапе проводят поляризацию мышиных макрофагов, для чего к макрофагам, полученным из костного мозга мыши, на 5 день дифференцировки добавляют 20 нг/мл интерлейкина-4, IL-4 и комбинацию 20 нг/мл липополисахарида, LPS + 20 нг/мл интерферона- гамма, IFNγ и препараты в выбранных концентрациях; на следующий день к клеткам добавляют 1 мл раствора Extra RNA для лизиса и последующего выделения РНК; на девятом этапе проводят поляризацию THP-1 клеток, для чего моноцитарную клеточную линию человека THP1 дифференцируют по стандартному протоколу, к дифференцированным ТНР1 клеткам добавляют 20 нг/мл интерлейкина-4, IL-4 и комбинацию 20 нг/мл липополисахарида, LPS + 20 нг/мл интерферона- гамма, IFNγ и препараты в выбранных концентрациях; на следующий день клетки лизируют в 1 мл Extra RNA раствора для выделения РНК; на десятом этапе проводят выделение РНК, для чего образцы клеток в Extra RNA растворе перемешивают в течение 1 минуты и центрифугируют при 12000 g 5 минут при комнатной температуре, затем перемешивают в течение 1 минуты и центрифугируют при 12000 g 5 мин при комнатной температуре; получившийся супернатант переносят в новую емкость и добавляют к нему 200 мкл хлороформа, перемешивают и инкубируют в течение 5 минут при комнатной температуре, периодически встряхивая образец, после чего центрифугируют при 12000 g 15 мин при The essence of the claimed technical solution is a method for selecting drugs for the pharmacological induction of mitochondrial dysfunction in macrophages for antitumor therapy , which consists in the fact that at the first stage, mouse and human tumor cells are cultured, for which mouse and human tumor cells are cultured in a DMEM nutrient medium containing 10% fetal cow serum, L-glutamine and a mixture of antibiotics penicillin-streptomycin, at a temperature of 37 ° C, in a humid atmosphere containing 5% CO 2 ; at the second stage, the cultivation and differentiation of THP-1 cells is carried out, for which the human monocytic cell line THP1 as a model of human macrophages is cultivated in RPMI-160 medium containing 10% serum, antibiotics and 2 mM L-glutamine, while for the differentiation of myeloid cells - precursors to macrophages, add phorbol-12-myristate-13-acetate, PMA at a concentration of 2 ng/ml, incubate for 48 hours at a temperature of 37°C, in a humid atmosphere containing 5% CO 2 ; then the cells are washed with Dulbecco's phosphate-buffered saline DPBS and RPMI-160 medium containing 10% serum, antibiotics and 2 mM L-glutamine is added and incubated at 37°C, in a humidified atmosphere containing 5% CO 2 for two days; at the third stage, primary human macrophages are obtained from peripheral blood mononuclear cells of healthy donors, for which mononuclear cells obtained from human peripheral blood are washed with DPBS 2 times, then RPMI-160 nutrient medium with 5% human serum, 100 units/ml penicillin is added , 100 μg/ml streptomycin and 2 mM L-glutamine, for differentiation to macrophages, human MCSF is added at a concentration of 20 ng/ml and incubated for 9 days at a temperature of 37 ° C, in a humidified atmosphere containing 5% CO 2 ; at the fourth stage, macrophages are obtained from myeloid progenitor cells of mouse bone marrow, for which monocytes obtained from mouse bone marrow are cultured in RPMI-160 medium with 10% fetal bovine serum FBS, 100 units/ml penicillin, 100 μg/ml streptomycin and 2 mM L-glutamine at 37°C, in a humidified atmosphere containing 5% CO 2 ; for differentiation of myeloid progenitor cells to macrophages, recombinant macrophage colony-stimulating factor M-CSF is added at a concentration of 20 ng/ml; at the fifth stage, mouse macrophages and tumor cells are co-cultivated in spheroids, for which, to prevent cell adhesion to plastic, the culture plastic is covered with a thin layer of 1% agarose, then the plate with 1% agarose is incubated at a temperature of 37°C for 20 minutes for complete polymerization of the matrix until it reaches a gel-like state; then a multicomponent cell co-culture is obtained by adding pre-prepared mouse lung cancer tumor cells and macrophages obtained from mouse bone marrow into the wells in a 1:3 ratio, located in a spheroid medium containing DMEM/F12, 0.4% bovine serum albumin BSA , L-glutamine, penicillin-streptomycin antibiotic mixture, 1 ml B-27™ supplement (50X), 20 ng/ml fibroblast growth factor FGF2 and 20 ng/ml epidermal growth factor EGF; Substances with test antitumor activity are added to the multicomponent cell co-culture at previously selected concentrations: etomoxir 0.5 µmol, cyclosporine A 0.5 µmol, dimethyl fumarate 1 µmol, stavudine 1.25 µmol, didanosine 2.5 µmol, rotenone 0.01 µmol, antimycin A 3 nanomol, oligomycin 0.1 µmol, carbonyl cyanide-p-trifluoromethoxyphenylhydrazone FCCP 0.15 µmol, BPTES 0.5 µmol; then the multicomponent cell co-culture is incubated for 5 days at a temperature of 37°C, in a saturated humid atmosphere containing 5% CO 2 until the cells form sphere-like structures; the morphology of co-culture cells is analyzed using phase contrast microscopy; the cells are collected and centrifuged to pellet; the resulting sediment is resuspended and incubated for 3 minutes at a temperature of 37°C and the number of cells in the Goryaev chamber is counted, for the chamber the formula is used: N / 15 * 250 * 10^3, where N is the number of cells in fifteen squares of the chamber located diagonally / volume in ml; at the sixth stage, the growth of tumor cells is monitored in conditioned media from activated macrophages, for which, on the 5th day of differentiation, conditioned media from tumor cells of mouse lung cancer or pancreatic cancer in a ratio of 1:3 and drugs are added to macrophages obtained from mouse bone marrow at selected concentrations and incubated for 24 hours at 37°C, in a humid atmosphere containing 5% CO 2 ; the next day, the cells are washed with DPBS buffer and DMEM medium containing 2% fetal blood serum, L-glutamine and a mixture of antibiotics is added and incubated for 72 hours; then the conditioned medium from activated macrophages is centrifuged at 300 g for 5 minutes and stored in a freezer at minus 20°C; mouse lung and pancreatic cancer tumor cells are cultured in DMEM with 10% serum and antibiotics; the next day, the cells are washed with DPBS buffer and conditioned medium from activated macrophages is added - 1 part, and DMEM medium containing 0.5% serum and antibiotics - 2 parts; after 9 days, tumor cells are counted; mouse lung and pancreatic cancer tumor cells are washed with DPBS buffer, 200 μl of 0.25% trypsin-EDTA is added, incubated for 3 minutes and the number of cells is counted, after which the growth or suppression of tumor cells is determined; at the seventh stage, polarization of primary macrophages obtained from peripheral blood is carried out, for which 20 ng/ml interleukin-4, IL-4 and a combination of 20 ng/ml lipopolysaccharide, LPS + 20 ng/ ml of interferon-gamma, IFNγ and drugs in selected concentrations; after 24 hours, 1 ml of Extra RNA solution is added to the cells for lysis and subsequent RNA isolation; at the eighth stage, polarization of mouse macrophages is carried out, for which 20 ng/ml interleukin-4, IL-4 and a combination of 20 ng/ml lipopolysaccharide, LPS + 20 ng/ml interferon are added to macrophages obtained from mouse bone marrow on the 5th day of differentiation - gamma, IFNγ and drugs in selected concentrations; the next day, 1 ml of Extra RNA solution is added to the cells for lysis and subsequent RNA isolation; at the ninth stage, polarization of THP-1 cells is carried out, for which the human monocytic cell line THP1 is differentiated according to the standard protocol, 20 ng/ml interleukin-4, IL-4 and a combination of 20 ng/ml lipopolysaccharide, LPS + 20 ng are added to the differentiated THP1 cells /ml interferon-gamma, IFNγ and drugs in selected concentrations; the next day, the cells are lysed in 1 ml of Extra RNA solution to isolate RNA; at the tenth stage, RNA is isolated, for which cell samples in Extra RNA solution are mixed for 1 minute and centrifuged at 12000 g for 5 minutes at room temperature, then stirred for 1 minute and centrifuged at 12000 g for 5 minutes at room temperature; the resulting supernatant is transferred to a new container and 200 μl of chloroform is added to it, mixed and incubated for 5 minutes at room temperature, shaking the sample periodically, and then centrifuged at 12000 g for 15 minutes at
комнатной температуре, затем отбирают верхнюю фазу и переносят ее в новую емкость; добавляют 500 мкл 100% изопропанола, перемешивают и затем инкубируют 10 минут при комнатной температуре; затем центрифугируют при 12000 g 10 минут при комнатной температуре, затем удаляют супернатант и промывают осадок в 1 мл 75% EtOH; затем центрифугируют в течение при 12000 g 5 минут при комнатной температуре, удаляют супернатант и высушивают осадок при комнатной температуре; РНК растворяют в 40 мкл воды стерильной водой свободной от нуклеаз и помещают в морозильную камеру при температуре минус 80°С; на одиннадцатом этапе проводят получение кДНК, для чего предварительно измеряют концентрацию РНК на Nano Drop в концентрации нг/мкл, оценивают чистоту образцов - соотношение пиков поглощения 260 нм/280 нм - соответствуют примесям белков и аминокислот; 260 нм/230 нм - примеси солей и фенола; необходимое количество РНК доводят до 15 мкл стерильной водой свободной от нуклеаз и добавляют 4 мкл 5х iScript Reaction Mix и 1 мкл iScript Reverse Transcriptase; пробирки помещают в амплификатор C1000 Touch (Bio-Rad, США), следуя инструкции производителя; на двенадцатом этапе проводят ПЦР реакцию в реальном времени, для чего готовят Master Mix: к 5 мкл SybrGreen, добавляют 3,6 мкл воды, свободной от нуклеаз и 0,4 мкл праймера для соответствующих генов; готовый Master Mix раскапывают в 96-луночный планшет по 9 мкл; далее раскапывают по 1 мкл образцы ДНК, Standard и Negative Control в трех повторностях; планшет закрывают оптической прозрачной пленкой и помещают в амплификатор; проводят ПЦР, получают данные о пороговых значениях циклов ПЦР, используя которые рассчитывают уровень экспрессии интересующих генов, при этом показывают смещение митохондриального метаболизма с окислительного фосфорилирования, свойственного макрофагам М2 типа, в гликолизный тип, характерный для макрофагов М1 типа.room temperature, then select the upper phase and transfer it to a new container; add 500 μl of 100% isopropanol, mix and then incubate for 10 minutes at room temperature; then centrifuge at 12,000 g for 10 minutes at room temperature, then remove the supernatant and wash the precipitate in 1 ml of 75% EtOH; then centrifuge for 5 minutes at 12,000 g at room temperature, remove the supernatant and dry the sediment at room temperature; RNA is dissolved in 40 μl of water with sterile nuclease-free water and placed in a freezer at minus 80°C; at the eleventh stage, cDNA is obtained, for which the RNA concentration is first measured on Nano Drop at a concentration of ng/μl, the purity of the samples is assessed - the ratio of absorption peaks is 260 nm/280 nm - corresponding to impurities of proteins and amino acids; 260 nm/230 nm - impurities of salts and phenol; the required amount of RNA is adjusted to 15 μl with sterile nuclease-free water and 4 μl of 5x iScript Reaction Mix and 1 μl of iScript Reverse Transcriptase are added; the tubes are placed in a C1000 Touch cycler (Bio-Rad, USA), following the manufacturer’s instructions; at the twelfth stage, a real-time PCR reaction is carried out, for which a Master Mix is prepared: to 5 μl of SybrGreen, add 3.6 μl of nuclease-free water and 0.4 μl of a primer for the corresponding genes; the finished Master Mix is pipetted into a 96-well plate, 9 µl each; then add 1 µl of DNA samples, Standard and Negative Control in triplicate; the plate is covered with an optical transparent film and placed in a thermal cycler; PCR is carried out, data is obtained on the threshold values of PCR cycles, using which the level of expression of the genes of interest is calculated, while showing a shift in mitochondrial metabolism from oxidative phosphorylation, characteristic of M2 type macrophages, to the glycolytic type, characteristic of M1 type macrophages.
Заявленное техническое решение иллюстрируется Фиг.1 - Фиг.14. The claimed technical solution is illustrated in Figure 1 - Figure 14.
На Фиг. 1 представлен анализ профиля поляризации макрофагов дикого типа и OPA1ΔM, где: In FIG. Figure 1 presents an analysis of the polarization profile of wild-type and OPA1ΔM macrophages, where:
1A - qPCR-анализ экспрессии генов, являющихся маркерами M2 макрофагов мыши, стимулированных IL-4 в течение 24 часов. Необработанные M0 макрофаги мыши указаны, как контроль (co). 1A - qPCR analysis of gene expression that are markers of mouse M2 macrophages stimulated with IL-4 for 24 hours. Untreated M0 mouse macrophages are indicated as control (co).
1B - qPCR-анализ экспрессии генов, являющихся маркерами M1 макрофагов мыши, стимулированных рекомбинантным IFNγ и LPS в течение 24 часов.1B - qPCR analysis of gene expression that are markers of M1 macrophages in mice stimulated with recombinant IFNγ and LPS for 24 hours.
1C - qPCR-анализ экспрессии генов, являющихся маркерами M2 и M1 макрофагов мыши, стимулированных 24 часа кондиционированной средой, собранной с опухолевых клеток линии KPC. 1C - qPCR analysis of the expression of genes that are markers of M2 and M1 mouse macrophages stimulated for 24 hours with conditioned medium collected from tumor cells of the KPC line.
Значения являются средними значениями ± SD. n.s. = несущественный; *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001; n= 3.Values are means ± SD. n.s. = insignificant; *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001; n= 3.
Condition medium (CM) - кондиционная среда; relative expression (fold) - относительная экспрессия (сумма); WT - макрофаги, полученные от мышей Opa1flox / flox; KO - макрофаги, полученные от мышей Opa1flox / flox Lyz2Cre / Cre; М1-like - М1 подтип макрофагов; М2-like - М2 подтип макрофагов; со - контроль; Arg1, Ym1, Fizz1 - праймеры к М2- подтип макрофагам; TNF-α, iNOS, Acod1, CXCL9, ISG15, IRF1, GBP6, IL6; CXCL1 - праймеры к М1 - подтип макрофагам; IL4 - макрофаги, поляризованные IL-4; IFN - макрофаги, поляризованные IFNγ и LPS; СМ - кондиционная среда.Condition medium (CM) - conditional environment; relative expression (fold) - relative expression (sum); WT - macrophages obtained from Opa1flox/flox mice; KO - macrophages obtained from Opa1flox/flox Lyz2Cre/Cre mice; M1-like - M1 subtype of macrophages; M2-like - M2 subtype of macrophages; co - control; Arg1, Ym1, Fizz1 - primers for M2-subtype macrophages; TNF-α, iNOS, Acod1, CXCL9, ISG15, IRF1, GBP6, IL6; CXCL1 - primers for M1 - macrophage subtype; IL4 - macrophages polarized by IL-4; IFN - macrophages polarized by IFNγ and LPS; SM - conditioned environment.
На Фиг. 2 представлен анализ профиля поляризации контрольных и трансфицированных малой интерферирующей РНК-Opa1 (миРНК-Opa1) макрофагов человека, где:In FIG. Figure 2 presents an analysis of the polarization profile of control and small interfering RNA-Opa1 (siRNA-Opa1) transfected human macrophages, where:
2A - Уровень мРНК OPA1 в макрофагах человека после трансфекции миРНК-OPA1. 2A - OPA1 mRNA level in human macrophages after siRNA-OPA1 transfection.
2B - qPCR-анализ генов, экспрессия которых является маркером M2 макрофагов человека, стимулированных IL-4 в течение 24 часов. 2B - qPCR analysis of genes whose expression is a marker of human M2 macrophages stimulated with IL-4 for 24 hours.
2C - qPCR-анализ генов, экспрессия которых является маркером M1 макрофагов человека, стимулированных IFNγ и LPS в течение 24 часов. Необработанные M0 макрофаги мыши указаны, как контроль (co). Значения являются средними значениями ± SD. n.s. = несущественный; *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001; **** p<0.0001 n = 3.2C - qPCR analysis of genes whose expression is a marker of M1 human macrophages stimulated with IFNγ and LPS for 24 hours. Untreated M0 mouse macrophages are indicated as control (co). Values are means ± SD. n.s. = insignificant; *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001; **** p<0.0001 n = 3.
Relative expression (fold) - относительная экспрессия (сумма), M2- markers - М2- маркеры, M1- markers- М1- маркеры, si-scr - малая интерферирующая РНК, si-OPA1 - малая интерферирующая РНК-Opa1; ОРА1 - праймеры к белку ОРА1; МRС1, СD163, CCL18 - праймеры к М2-подтип макрофагам; TNF-α, CXCL10, IRF1,- праймеры к М1 - подтип макрофагам; со - контроль; IL4 - макрофаги, поляризованные IL-4; IFN - макрофаги, поляризованные IFNγ и LPS.Relative expression (fold) - relative expression (sum), M2- markers - M2 markers, M1- markers - M1 markers, si-scr - small interfering RNA, si-OPA1 - small interfering RNA-Opa1; OPA1 - primers for the OPA1 protein; MRC1, CD163, CCL18 - primers for M2 subtype macrophages; TNF-α, CXCL10, IRF1, - primers for M1 - macrophage subtype; co - control; IL4 - macrophages polarized by IL-4; IFN - macrophages polarized by IFNγ and LPS.
На Фиг. 3 представлен анализ, подтверждающий неспособность макрофагов OPA1ΔM поддерживать рост опухолевых клеток при совместном со-культивировании, где:In FIG. Figure 3 presents an analysis confirming the inability of OPA1ΔM macrophages to support the growth of tumor cells when co-cultured, where:
3A - Схема эксперимента по совместному культивированию. 3A - Schematic of co-culture experiment.
3B - Микроскопическая оценка сфероидов на 5-й день после посева клеток. 3B - Microscopic evaluation of spheroids on day 5 after cell seeding.
3C - Количество опухолевых клеток на 5-й день после посева. Культура опухолевых клеток взята в качестве контроля (control); серые столбики - опухолевые клетки, выращенные с макрофагами дикого типа (wtM); красные столбики - опухолевые клетки, выращенные с макрофагами OPA1ΔM (koM). *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001; n = 3.3C - Number of tumor cells on the 5th day after seeding. The tumor cell culture was taken as a control; gray bars—tumor cells grown with wild-type macrophages (wtM); red bars are tumor cells grown with OPA1ΔM macrophages (koM). *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001; n = 3.
Tumor cells - опухолевые клетки; mouse macrophages - мышиные макрофаги; Co- culture with tumor cells 1:3 (in spheroid medium) - ко-культивирование с опухолевыми клетками 1:3 (в сфероидной среде); 5 days - 5 дней; spheroids - сфероиды; count cells - подсчет клеток; breast cancer E0771 - рак молочной железы, E0771; direct co-culture with macrophages - прямое ко-культивирование с макрофагами; pancreatic cancer, КРС - рак поджелудочной железы; lung cancer, (KrasG12D/p53-/-) - рак легкого, (KrasG12D/p53-/-); macrophages - макрофаги; control - контроль; + WT M0 - совместное культивирование опухолевых клеток с макрофагами дикого типа; +KO M0 - совместное культивирование опухолевых клеток с макрофагами OPA1ΔM; cell number x103 - количество клеток x103; wtM - опухолевые клетки, выращенные с макрофагами дикого типа; koM - опухолевые клетки, выращенные с макрофагами OPA1ΔM.Tumor cells - tumor cells; mouse macrophages - mouse macrophages; Co-culture with tumor cells 1:3 (in spheroid medium) - co-culture with tumor cells 1:3 (in spheroid medium); 5 days - 5 days; spheroids - spheroids; count cells - counting cells; breast cancer E0771 - breast cancer, E0771; direct co-culture with macrophages - direct co-culture with macrophages; pancreatic cancer, cattle - pancreatic cancer; lung cancer, (KrasG12D/p53-/-) - lung cancer, (KrasG12D/p53-/-); macrophages - macrophages; control - control; + WT M0 - co-cultivation of tumor cells with wild-type macrophages; +KO M0 - co-culture of tumor cells with OPA1ΔM macrophages; cell number x10 3 - number of cells x10 3 ; wtM - tumor cells grown with wild-type macrophages; koM - tumor cells grown with OPA1ΔM macrophages.
На Фиг. 4 представлен анализ фагоцитоза макрофагов методом проточной цитометрии, где: In FIG. Figure 4 presents an analysis of macrophage phagocytosis using flow cytometry, where:
4A - Схема, изображающая анализ процесса фагоцитоза макрофагами раковых клеток методом проточной цитофлуориметрии. 4A - Scheme depicting the analysis of the process of phagocytosis of cancer cells by macrophages using flow cytometry.
4B - Фагоцитоз опухолевых клеток линий KPC и E0771 диким типом и OPA1ΔM макрофагами. 4B - Phagocytosis of tumor cell lines KPC and E0771 by wild type and OPA1ΔM macrophages.
4C - Анализ фагоцитоза макрофагами человека. Макрофаги метили красным красителем; опухолевые клетки - зеленым красителем. Фагоцитарные макрофаги являются дважды положительными клетками. Значения являются средними значениями ±SD. n.s. = несущественный; n = 3.4C - Analysis of phagocytosis by human macrophages. Macrophages were labeled with red dye; tumor cells - green dye. Phagocytic macrophages are double positive cells. Values are means ±SD. n.s. = insignificant; n = 3.
CellTraker™Green - зеленый клеточный краситель; CellTraker™Deep Red - красный клеточный краситель; tumor cells - опухолевые клетки; mouse macrophages - мышиные макрофаги; 8 h - 8 часов; phagocytosis - фагоцитоз; cancer cells - раковые клетки; B525 FITC-A - флуоресцентный краситель; R660 APC-A - флуоресцентный краситель; phagocytic E0771 - фагоцитоз Е0771; phagocytic КРС - фагоцитоз КРС macrophages - макрофаги; human macrophages - человеческие макрофаги; % of phagocytic macrophages - % фагоцитирующих макрофагов; si-scr - малая интерферирующая РНК, si-OPA1 - малая интерферирующая РНК-Opa1; WT - макрофаги, полученные от мышей Opa1flox / flox; KO - макрофаги, полученные от мышей Opa1flox / flox Lyz2Cre / Cre; ОРА-1 - белок ОРА-1. CellTraker™Green - green cell dye; CellTraker™Deep Red - red cell dye; tumor cells - tumor cells; mouse macrophages - mouse macrophages; 8 h - 8 hours; phagocytosis - phagocytosis; cancer cells - cancer cells; B525 FITC-A - fluorescent dye; R660 APC-A - fluorescent dye; phagocytic E0771 - phagocytosis E0771; phagocytic cattle - phagocytosis of cattle macrophages - macrophages; human macrophages - human macrophages; % of phagocytic macrophages - % of phagocytic macrophages; si-scr - small interfering RNA, si-OPA1 - small interfering RNA-Opa1; WT - macrophages obtained from Opa1flox/flox mice; KO - macrophages obtained from Opa1flox/flox Lyz2Cre/Cre mice; OPA-1 - OPA-1 protein.
- На Фиг. 5 представлена схема эксперимента: культивирование опухолевых клеток мыши в кондиционированной среде, собранной с активированных макрофагов (полученные из костного мозга мыши), предварительно проинкубированные с кондиционированной средой из опухолевых клеток, где:- In Fig. Figure 5 shows the experimental scheme: culturing mouse tumor cells in a conditioned medium collected from activated macrophages (obtained from mouse bone marrow), pre-incubated with a conditioned medium from tumor cells, where:
5A - Схема, изображающая эксперимент по совместному культивированию. 5A is a diagram showing a co-culture experiment.
5B - Микроскопическая оценка сфероидов на 5-й день, культивированных в кондиционированной среде от макрофагов дикого типа (WT) или OPA1ΔM макрофагов (KO). Культура опухолевых клеток в питательной среде помечена как контроль (control). 5B - Microscopic evaluation of day 5 spheroids cultured in conditioned medium from wild-type (WT) or OPA1ΔM macrophages (KO). The culture of tumor cells in a nutrient medium is labeled as control.
5C - Количество опухолевых клеток на 5-й день после посева, культивируемых в кондиционированных средах от макрофагов. Серые столбцы - опухолевые клетки, выращенные с макрофагами дикого типа (wtM); красные столбцы - опухолевые клетки, выращенные с макрофагами OPA1ΔM (KO). *p<0.05; **p<0.01; n=3.5C - Number of tumor cells on day 5 after seeding, cultured in conditioned media from macrophages. Gray bars are tumor cells grown with wild-type macrophages (wtM); red bars are tumor cells grown with OPA1ΔM macrophages (KO). *p<0.05; **p<0.01; n=3.
Tumor cells - опухолевые клетки; CM from activated macrophages - кондиционная среда от опухолевых клеток; 3 days - 3 дня; mouse macrophages - мышиные макрофаги; 24 hrs - 24 часа; CM from tumor cells - кондиционная среда от опухолевых клеток; growth for 5 day - рост в течении 5 дней; spheroids 1:1 CM + media - сфероиды 1:1 кондиционная среда+ среда; lung cancer KrasG12D;p53-/- - рак легкого KrasG12D;p53-/-; with CM from macrophages - с кондиционной средой от макрофагов; control - контроль; + WT М0 - кондиционированная среда от макрофагов дикого типа; + КО М0 - кондиционированная среда от OPA1ΔM макрофагов; culture in conditioned medium from macrophages - культура в кондиционной среде от макрофагов; pancreatic cancer, КРС - рак поджелудочной железы, КРС, СМ from macrophages; cell number x103 - количество клеток x103; wtM - опухолевые клетки, выращенные с макрофагами дикого типа; koM - опухолевые клетки, выращенные с макрофагами OPA1ΔM.Tumor cells - tumor cells; CM from activated macrophages - conditioned environment from tumor cells; 3 days - 3 days; mouse macrophages - mouse macrophages; 24 hrs - 24 hours; CM from tumor cells - conditioned medium from tumor cells; growth for 5 day - growth within 5 days; spheroids 1:1 CM + media - spheroids 1:1 conditioned medium + medium; lung cancer KrasG12D;p53-/- - lung cancer KrasG12D;p53-/-; with CM from macrophages - with conditioned medium from macrophages; control - control; + WT M0 - conditioned medium from wild-type macrophages; + KO M0 - conditioned medium from OPA1ΔM macrophages; culture in conditioned medium from macrophages - culture in a conditioned medium from macrophages; pancreatic cancer, cattle - pancreatic cancer, cattle, CM from macrophages; cell number x10 3 - number of cells x10 3 ; wtM - tumor cells grown with wild-type macrophages; koM - tumor cells grown with OPA1ΔM macrophages.
На Фиг. 6 представлен список фармацевтических соединений, воздействующих на митохондриальные функции, и оптимизированные нетоксичные концентрации для исследований in vitro.In FIG. Table 6 provides a list of pharmaceutical compounds that affect mitochondrial function and optimized non-toxic concentrations for in vitro studies.
На Фиг. 7 представлена оптимизация концентраций фармацевтических соединений, вызывающих митохондриальную дисфункцию в макрофагах и опухолевых клетках. In FIG. Figure 7 presents optimization of concentrations of pharmaceutical compounds that cause mitochondrial dysfunction in macrophages and tumor cells .
Mouse macrophages - мышиные макрофаги; human macrophages - человеческие макрофаги; THP-1 - линия клеток ТНР-1; А549 - опухолевые клетки рака легкого человека; КРС - опухолевые клетки поджелудочной железы мыши; lung cancer - рак легкого; number of tumor cells - количество опухолевых клеток; control - контроль; etomoxir - этомоксир; dimethyl fumarate - диметил фумарат; stavidine - ставудин; didanosine - диданозин; cyclosporine A (CyA) - циклоспорин А, rotenone - ротенон; antimycin A - антимицин А; oligomycin - олигомицин; FCCP - карбонилцианид-п-трифторметоксифенилгидразон; DMSO - диметилсульфоксид; number of tumor cells, x10 - количество опухолевых клеток.Mouse macrophages - mouse macrophages; human macrophages - human macrophages; THP-1 - THP-1 cell line; A549 - human lung cancer tumor cells; KRS - tumor cells of the mouse pancreas; lung cancer - lung cancer; number of tumor cells - number of tumor cells; control - control; etomoxir - etomoxir; dimethyl fumarate - dimethyl fumarate; stavidine - stavudine; didanosine - didanosine; cyclosporine A (CyA) - cyclosporine A, rotenone - rotenone; antimycin A - antimycin A; oligomycin - oligomycin; FCCP - carbonyl cyanide-p-trifluoromethoxyphenylhydrazone; DMSO - dimethyl sulfoxide; number of tumor cells, x10 - number of tumor cells.
На Фиг. 8 представлен анализ активации макрофагов, дифференцированных из костного мозга мыши и поляризованных в макрофаги M2 с помощью IL4 и в M1 с помощью IFNg+LPS в присутствии препаратов, вызывающих митохондриальную дисфункцию, где: In FIG. 8 shows an analysis of the activation of macrophages differentiated from mouse bone marrow and polarized into M2 macrophages with IL4 and M1 with IFNg+LPS in the presence of drugs that cause mitochondrial dysfunction, where:
8A - RT-qPCR анализ экспрессии mRNA для M2-маркерных генов в макрофагах мыши дифференцированных с M-CSF в течение 5 дней и обработанных 20 нг/мл рекомбинантного IL4 в течение 24 часов в присутствии ДМСО (контроль) или выбранных препаратов. 8A - RT-qPCR analysis of mRNA expression for M2 marker genes in mouse macrophages differentiated with M-CSF for 5 days and treated with 20 ng/ml recombinant IL4 for 24 hours in the presence of DMSO (control) or selected drugs.
8B - RT-qPCR анализ экспрессии mRNA для M1- маркерных генов в макрофагах мыши дифференцированных с M-CSF в течение 5 дней и обработанных 20 нг/мл IFNg и 100 нг/мл LPS в течение 24 часов в присутствии ДМСО (контроль) или выбранных препаратов. ns - несущественный, *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001; n=3.8B - RT-qPCR analysis of mRNA expression for M1 marker genes in mouse macrophages differentiated with M-CSF for 5 days and treated with 20 ng/ml IFNg and 100 ng/ml LPS for 24 hours in the presence of DMSO (control) or selected drugs. ns - not significant, *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001; n=3.
Relative expression (fold) - относительная экспрессия (сумма), M2- genes - М2- гены, IL-4 - интерлейкин 4; M1- genes- М1- гены; IFNg+LPS - интерферон гамма+ липополисахарид; didanosine - диданозин; cyclosporine A (CyA) - циклоспорин А, rotenone - ротенон; oligomycin - олигомицин; FCCP - карбонилцианид-п-трифторметоксифенилгидразон, DMSO - диметилсульфоксид; ng/ml - нанограмм на милилитр; Arg1, Fizz1, Acod1, МRС1 - праймеры к М2- подтип макрофагам; TNF-α, iNOS, ISG15 - праймеры к М1 - подтип макрофагам. Relative expression (fold) - relative expression (sum), M2- genes - M2 genes, IL-4 - interleukin 4; M1- genes- M1- genes; IFNg+LPS - interferon gamma+ lipopolysaccharide; didanosine - didanosine; cyclosporine A (CyA) - cyclosporine A, rotenone - rotenone; oligomycin - oligomycin; FCCP - carbonyl cyanide-p-trifluoromethoxyphenylhydrazone, DMSO - dimethyl sulfoxide; ng/ml - nanograms per milliliter; Arg1, Fizz1, Acod1, MRC1 - primers for M2 subtype macrophages; TNF-α, iNOS, ISG15 - primers for M1 - subtype of macrophages.
На Фиг. 9 представлен анализ влияния препаратов, вызывающих митохондриальную дисфункцию, на поляризацию макрофагов, дифференцированных из моноцитов периферической крови человека. Влияние препаратов, вызывающих митохондриальную дисфункцию, на поляризацию макрофагов, дифференцированных из моноцитов переферической крови человека, где:In FIG. 9 presents an analysis of the effect of drugs that cause mitochondrial dysfunction on the polarization of macrophages differentiated from human peripheral blood monocytes. The influence of drugs that cause mitochondrial dysfunction on the polarization of macrophages differentiated from human peripheral blood monocytes, where:
9А - RT-qPCR анализ экспрессии mRNA в донорских моноцитах, дифференцированных в течение 8 дней и обработанных 20 нг/мл рекомбинантного IL4 (M2-маркерные гены) 9A - RT-qPCR analysis of mRNA expression in donor monocytes differentiated for 8 days and treated with 20 ng/ml recombinant IL4 (M2 marker genes)
9В - или 20 нг/мл IFNg и 100 нг/мл LPS в течение 24 часов (M1-маркерные гены) в присутствии ДМСО (контроль) или выбранных препаратов. ns - несущественный, *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001; n=3.9B - or 20 ng/ml IFNg and 100 ng/ml LPS for 24 hours (M1 marker genes) in the presence of DMSO (control) or selected drugs. ns - not significant, *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001; n=3.
Relative expression (fold) - относительная экспрессия (сумма); M2- genes - М2- гены; M1- genes- М1- гены; IL-4 - интерлейкин 4; M1- genes- М1- гены; didanosine - диданозин; cyclosporine A (CyA) - циклоспорин А; rotenone - ротенон; oligomycin - олигомицин; FCCP - карбонилцианид-п-трифторметоксифенилгидразон; DMSO - диметилсульфоксид; MYLS22 - ингибитор ОРА-1; Alox15, CCL18, CD206, MMP12, CD163 - праймеры к М2- подтип макрофагам; TNF-α, IRG1, IL12b, IL1b, GBP6 - праймеры к М1 - подтип макрофагам.Relative expression (fold) - relative expression (sum); M2- genes - M2- genes; M1- genes- M1- genes; IL-4 - interleukin 4; M1- genes- M1- genes; didanosine - didanosine; cyclosporine A (CyA) - cyclosporine A; rotenone - rotenone; oligomycin - oligomycin; FCCP - carbonyl cyanide-p-trifluoromethoxyphenylhydrazone; DMSO - dimethyl sulfoxide; MYLS22 - OPA-1 inhibitor; Alox15, CCL18, CD206, MMP12, CD163 - primers for M2 subtype macrophages; TNF-α, IRG1, IL12b, IL1b, GBP6 - primers for M1 - subtype of macrophages.
На Фиг. 10 представлено тестирование фармацевтических соединений, вызывающих митохондриальную дисфункцию, в условиях со-культивировании клеток рака легкого с макрофагами. Клетки первичного рака легкого мыши культивировали в сфероидах либо поодиночке (только wt/ko) или с макрофагами (+macro) в присутствии ДМСО (-) или ингибиторов (+) в указанных концентрациях. Представлено количество раковых клеток на 5-й день после посева. ns - не значительно; *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001; n=4. In FIG. 10 presents testing of pharmaceutical compounds that cause mitochondrial dysfunction in conditions of co-cultivation of lung cancer cells with macrophages. Primary mouse lung cancer cells were cultured in spheroids either alone (wt/ko only) or with macrophages (+macro) in the presence of DMSO (−) or inhibitors (+) at the indicated concentrations. The number of cancer cells on the 5th day after seeding is presented. ns - not significant; *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001; n=4.
10А - Тестирование расширенной группы препаратов. 10A - Testing of an expanded group of drugs.
10В - Представлено нормализованное число клеток из трех независимых экспериментов. ns- несущественный, *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001; n=3.10B - Normalized cell counts from three independent experiments are shown. ns- not significant, *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001; n=3.
Group - группа; number of tumor cells - количество опухолевых клеток; control - контроль; etomoxir - этомоксир; dimethyl fumarate - диметил фумарат; stavidine - ставудин; didanosine - диданозин; cyclosporine A (CyA) - циклоспорин А; rotenone - ротенон; antimycin A - антимицин А; oligomycin - олигомицин; FCCP - карбонилцианид-п-трифторметоксифенилгидразон; DMSO - диметилсульфоксид; only wt/ko - только клетки рака легкого; wt/ko + macro - клетки рака легкого и макрофаги; drug addition - добавление препарата; μM - микромоль; nM - наномоль; only tumor cells - только опухолевые клетки; tumor cells + macro - опухолевые клетки и макрофаги; number of tumor cells; x50 - количество опухолевых клеток; number of tumor cells (fold) - количество опухолевых клеток (сумма). Group - group; number of tumor cells - number of tumor cells; control - control; etomoxir - etomoxir; dimethyl fumarate - dimethyl fumarate; stavidine - stavudine; didanosine - didanosine; cyclosporine A (CyA) - cyclosporine A; rotenone - rotenone; antimycin A - antimycin A; oligomycin - oligomycin; FCCP - carbonyl cyanide-p-trifluoromethoxyphenylhydrazone; DMSO - dimethyl sulfoxide; only wt/ko - only lung cancer cells; wt/ko + macro - lung cancer cells and macrophages; drug addition - adding a drug; μM - micromole; nM - nanomole; only tumor cells - only tumor cells; tumor cells + macro - tumor cells and macrophages; number of tumor cells; x50 - number of tumor cells; number of tumor cells (fold) - number of tumor cells (sum).
На Фиг. 11 представлено тестирование фармацевтических соединений, вызывающих митохондриальную дисфункцию, в условиях культивировании мышиных раковых клеток в кондиционной среде от макрофагов. Клетки первичного рака легкого мыши (А) и поджелудочной железы (В) культивировали в кондиционной среде, собранной с активированных макрофагов, обработанных митохондриальными препаратами. Представлено количество раковых клеток на 7-й день после обработки кондиционной средой. ns - не значительно; *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001; n=3.In FIG. 11 presents testing of pharmaceutical compounds that cause mitochondrial dysfunction in conditions of culturing mouse cancer cells in conditioned macrophage medium. Primary mouse lung (A) and pancreatic (B) cancer cells were cultured in conditioned medium collected from activated macrophages treated with mitochondrial drugs. The number of cancer cells on the 7th day after treatment with conditioned medium is presented. ns - not significant; *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001; n=3.
Cell number, x104 - количество клеток, x104; control - контроль; didanosine - диданозин; rotenone - ротенон; oligomycin - олигомицин; FCCP - карбонилцианид-п-трифторметоксифенилгидразон; lung cancer - рак легкого; КРС - опухолевые клетки рака поджелудочной железы мыши; CM from mouse macro - кондиционная среда от макрофагов.Cell number, x10 4 - number of cells, x10 4 ; control - control; didanosine - didanosine; rotenone - rotenone; oligomycin - oligomycin; FCCP - carbonyl cyanide-p-trifluoromethoxyphenylhydrazone; lung cancer - lung cancer; KRS - tumor cells of mouse pancreatic cancer; CM from mouse macro - conditioned medium from macrophages.
На Фиг. 12 представлено влияние факторов, продуцируемых макрофагами THP1, на рост опухолевых клеток рака легкого A549. Макрофаги THP1 дифференцировали с помощью РМА в концентрации 2 нг/мл и обрабатывали кондиционированной средой от клеток рака легкого A549 в течение 24 часов. После этого среду меняли на 0,5% сыворотку. Через три дня кондиционированную среду (СМ) из макрофагов THP1 собирали и добавляли к клеткам A549, культивируемых на среде с 0.5% сыворотки в среде (соотношение 1 нормальная среда: 2 СМ). Клетки культивировали еще 8 дней. Количество контрольных необработанных клеток A549 (control) и клеток, выращенных в CM из THP1, было подсчитано и представлено на графике. ****p<0.0001;In FIG. Figure 12 shows the effect of factors produced by THP1 macrophages on the growth of A549 lung cancer tumor cells. THP1 macrophages were differentiated with PMA at a concentration of 2 ng/ml and treated with conditioned medium from A549 lung cancer cells for 24 hours. After this, the medium was changed to 0.5% serum. Three days later, conditioned medium (CM) from THP1 macrophages was collected and added to A549 cells cultured in medium with 0.5% serum in medium (ratio 1 normal medium: 2 CM). The cells were cultured for another 8 days. The numbers of control untreated A549 cells (control) and cells grown in CM from THP1 were counted and plotted. ****p<0.0001;
Cell number, x104 - количество клеток; control - контроль; CM - кондиционная среда; A549 - опухолевые клетки рака легкого человека.Cell number, x10 4 - number of cells; control - control; CM - conditioned environment; A549 - human lung cancer tumor cells.
На Фиг. 13 представлены препараты, влияющие на митохондриальный метаболизм, и способность ТНР1 макрофагов индуцировать пролиферацию раковых клеток. Клетки рака легкого человека A549 (А) и NCI-H69 (В) культивировали в условиях дефицита сыворотки (0,5% сыворотки) либо в контрольной среде (control), либо в кондиционированной среде из активированных макрофагов THP1 (CM из THP1), предварительно обработанных указанными лекарственными препаратами. Количество клеток, выросших за 8 дней, представлено на графике. **p<0.01; ***p<0.001; n=2-4.In FIG. Figure 13 presents drugs that affect mitochondrial metabolism and the ability of THP1 macrophages to induce proliferation of cancer cells. Human lung cancer cells A549 (A) and NCI-H69 (B) were cultured under serum-starved conditions (0.5% serum) in either control medium (control) or conditioned medium from activated THP1 macrophages (CM from THP1), previously treated with these drugs. The number of cells grown over 8 days is presented in the graph. **p<0.01; ***p<0.001; n=2-4.
Number of tumor cells, x103 - количество опухолевых клеток, x103; number of tumor cells, fold change - количество опухолевых клеток, кратное изменение; co - контроль; didanosine - диданозин; rotenone - ротенон; oligomycin - олигомицин; FCCP - карбонилцианид-п-трифторметоксифенилгидразон; ; Conditioned medium - кондиционная среда; A549 - опухолевые клетки рака легкого человека; NCI-H69- опухолевые клетки рака легкого человека.Number of tumor cells, x10 3 - number of tumor cells, x10 3 ; number of tumor cells, fold change - number of tumor cells, fold change; co - control; didanosine - didanosine; rotenone - rotenone; oligomycin - oligomycin; FCCP - carbonyl cyanide-p-trifluoromethoxyphenylhydrazone; ; Conditioned medium - conditioned environment; A549 - human lung cancer tumor cells; NCI-H69 - human lung cancer tumor cells.
На Фиг. 14 представлены препараты, влияющие на митохондриальный метаболизм, и способность первичных макрофагов индуцировать пролиферацию раковых клеток. Клетки рака легкого человека A549 (А) и рака поджелудочной железы Panc1 (В) культивировали в условиях дефицита сыворотки (0,5% сыворотки) либо в контрольной среде (control), либо в кондиционированной среде из активированных первичных макрофагов, дифференцированных из моноцитов переферической крови здоровых доноров (conditioned media from primary macrophages), предварительно обработанных указанными лекарственными препаратами. Количество клеток, выросших за 8 дней, представлено на графике. *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001; n=3.In FIG. 14 presents drugs that affect mitochondrial metabolism and the ability of primary macrophages to induce proliferation of cancer cells. Human lung cancer A549 (A) and pancreatic cancer Panc1 (B) cells were cultured under serum-starved conditions (0.5% serum) in either control medium or conditioned medium from activated primary macrophages differentiated from peripheral blood monocytes healthy donors (conditioned media from primary macrophages), pre-treated with the indicated drugs. The number of cells grown over 8 days is presented in the graph. *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001; n=3.
Number of cells, x104 - количество клеток, x104; relative cell density (fold) - относительная плотность клеток (сумма); control - контроль; didanosine - диданозин; cyclosporine A (CyA) - циклоспорин А, rotenone - ротенон; oligomycin - олигомицин; FCCP - карбонилцианид-п-трифторметоксифенилгидразон; DMSO - диметилсульфоксид; MYLS22 - ингибитор ОРА-1; conditioned medium from prime macrophages - кондиционная среда от активированных макрофагов; А549 - опухолевые клетки рака легкого человека; Panc1 - опухолевые клетки рака поджелудочной железы человека.Number of cells, x10 4 - number of cells, x10 4 ; relative cell density (fold) - relative cell density (sum); control - control; didanosine - didanosine; cyclosporine A (CyA) - cyclosporine A, rotenone - rotenone; oligomycin - oligomycin; FCCP - carbonyl cyanide-p-trifluoromethoxyphenylhydrazone; DMSO - dimethyl sulfoxide; MYLS22 - OPA-1 inhibitor; conditioned medium from prime macrophages - conditioned medium from activated macrophages; A549 - human lung cancer tumor cells; Panc1 - human pancreatic cancer tumor cells.
Далее заявителем приведено описание заявленного технического решения.Next, the applicant provides a description of the claimed technical solution.
В заявленном техническом решении идентифицированы фармацевтические соединения, воздействующие на митохондриальные функции в макрофагах. Заявителем осуществлены исследования по подбору лекарств и фармакологических соединений, известных из доступной информации на дату представления заявочных материалов и литературных данных, а именно таких как этомоксир, циклоспорин А, диметилфумарат, ставудин, диданозин, ротенон, антимицин А, олигомицин, карбонилцианид-п-трифторметоксифенилгидразон (FCCP), BPTES, MYLS22, которые обладают свойствами по изменению митохондриальных функций макрофагов.The claimed technical solution identifies pharmaceutical compounds that affect mitochondrial functions in macrophages. The applicant has carried out research on the selection of drugs and pharmacological compounds known from the available information on the date of submission of application materials and literature data, namely etomoxir, cyclosporine A, dimethyl fumarate, stavudine, didanosine, rotenone, antimycin A, oligomycin, carbonyl cyanide-p-trifluoromethoxyphenylhydrazone (FCCP), BPTES, MYLS22, which have properties to change the mitochondrial functions of macrophages.
При этом следует акцентировать внимание на том, что некоторые из этих препаратов уже используется для лечения таких заболеваний как: It should be emphasized that some of these drugs are already used to treat diseases such as:
- сахарный диабет (этомоксир), - diabetes mellitus (ethomoxir),
- ВИЧ (ставудин, диданозин), - HIV (stavudine, didanosine),
- аутоиммунные заболевания (циклоспорин А, диметилфумарат). - autoimmune diseases (cyclosporine A, dimethyl fumarate).
Таким образом, заявителем проведены исследования по применению известных препаратов и соединений по новому назначению, а именно - для лечения онкологических заболеваний.Thus, the applicant has conducted research on the use of known drugs and compounds for a new purpose, namely, for the treatment of cancer.
Представленные на основе заявленного технического решения лекарственные препараты и фармацевтические соединения после проведения доклинических и клинических испытаний могут стать перспективными препаратами для лечения онкологических заболеваний. При этом имеется возможность использовать эти лекарства и соединения при различных комбинациях лечения, в том числе и при химиотерапии и/или иммунной терапией для усиления их терапевтического воздействия на опухоль. В исследованиях заявителя были протестированы два типа рака - рак легкого и рак поджелудочной железы, являющимися наиболее агрессивными типами рака. При этом имеется высокая вероятность того, что эти лекарства могут быть также эффективны и для лечения других типов рака в силу того, что все виды онкологических заболеваний также зависят от воздействия макрофагов на опухолевые и здоровые клетки больного, например, рак молочной железы или рак кишечника и иные виды онкологических заболеваний, с явно выраженным вкладом макрофагов. Medicines and pharmaceutical compounds presented on the basis of the claimed technical solution, after preclinical and clinical trials, can become promising drugs for the treatment of oncological diseases. It is possible to use these drugs and compounds in various combinations of treatment, including chemotherapy and/or immune therapy to enhance their therapeutic effect on the tumor. The applicant's studies tested two types of cancer - lung cancer and pancreatic cancer, which are the most aggressive types of cancer. However, there is a high probability that these drugs may also be effective in treating other types of cancer due to the fact that all types of cancer also depend on the effect of macrophages on tumor and healthy cells of the patient, for example, breast cancer or intestinal cancer and other types of cancer, with a pronounced contribution of macrophages.
Далее заявителем представлены систематизированные данные о производителе и каталожных номерах препаратов, использованных для проведения экспериментов.Next, the applicant presents systematic data about the manufacturer and catalog numbers of the drugs used to conduct the experiments.
фенилгидразонCarbonyl cyanide-p-trifluoromethoxy-
phenylhydrazone
(нет перевода на русский язык)BPTES
(no translation into Russian)
(нет перевода на русский язык)MYLS22
(no translation into Russian)
Далее заявителем приведено подробное описание заявленного технического решения, которое проводят в двенадцать этапов. Next, the applicant provides a detailed description of the claimed technical solution, which is carried out in twelve stages.
Первый этап (культивирование опухолевых клеток мыши и человека).The first stage (cultivation of mouse and human tumor cells).
В экспериментах используют опухолевые культуры клеток E0771, А549, NCI-H69, Panc1, Patu8988T которые получают из Американской коллекции клеточных культур (от англ. American Type Culture Collection, ATCC). Клеточные линии рака легкого (KrasG12D и делетированный р53) и рака поджелудочный железы (линия KPC c мутациями KrasG12D и p53 R172H) могут быть выделены из опухолей мышей линии C57Black/6. In the experiments, tumor cell cultures E0771, A549, NCI-H69, Panc1, Patu8988T were used, which were obtained from the American Type Culture Collection (ATCC). Lung cancer cell lines (Kras G12D and deleted p53) and pancreatic cancer (KPC line with Kras G12D and p53 R172H mutations) can be isolated from tumors of C57Black/6 mice.
Опухолевые клетки мыши и человека культивируют в питательной среде DМЕМ (ПанЭко, Россия), содержащей 10% сыворотки крови плодов коровы (Biosera США), L-глутамин (ПанЭко, Россия) и смесь антибиотиков пенициллин-стрептомицин (ПанЭко, Россия) при температуре 37°C, во влажной атмосфере, содержащей 5% СО2.Mouse and human tumor cells are cultured in DMEM nutrient medium (PanEco, Russia) containing 10% fetal cow blood serum (Biosera USA), L-glutamine (PanEco, Russia) and a mixture of penicillin-streptomycin antibiotics (PanEco, Russia) at a temperature of 37 °C, in a humid atmosphere containing 5% CO 2 .
Второй этап (культивирование и дифференцировка ТНР-1 клеток).Second stage (cultivation and differentiation of THP-1 cells).
В ходе исследования также используют моноцитарную клеточную линию человека THP1 в качестве модели макрофагов человека (American Type Culture Collection (ATCC). Клетки воспроизводят основные морфологические, фенотипические и функциональные характеристики моноцитов, а именно способность к про- и противовоспалительной активации, продукции цитокинов, антиген-презентирующей активности. Клетки линии THP-1 представляют собой суспензионную культуру, требующую пересева 1 раз в 2-3 дня.The study also uses the human monocytic cell line THP1 as a model of human macrophages (American Type Culture Collection (ATCC). The cells reproduce the main morphological, phenotypic and functional characteristics of monocytes, namely the ability for pro- and anti-inflammatory activation, production of cytokines, antigen- presenting activity Cells of the THP-1 line are a suspension culture that requires subculture once every 2-3 days.
Моноцитарную клеточную линию человека THP1 в качестве модели макрофагов человека культивируют в среде RPMI-160 (ПанЭко, Россия) содержащей 10% сыворотки (Biosera США), антибиотики и 2 мМ L-глутамина (ПанЭко, Россия). При этом для дифференциации миелоидных клеток-предшественников до макрофагов добавляют форбол-12-миристат-13-ацетат, PMA (Сигма, Германия) в концентрации 2 нг/мл, инкубируют 48 часов при температуре 37°C, во влажной атмосфере, содержащей 5% СО2. Далее клетки промывают фосфатно-солевым буфером Дульбекко DPBS (ПанЭко, Россия) и добавляют среду RPMI-160 (ПанЭко, Россия) содержащей 10% сыворотки, антибиотики и 2 мМ L-глутамина (ПанЭко, Россия) и инкубируют при температуре 37°C, во влажной атмосфере, содержащей 5% СО2 в течение двух дней. Через два дня клетки готовы к экспериментам.The human monocytic cell line THP1 as a model of human macrophages is cultured in RPMI-160 medium (PanEco, Russia) containing 10% serum (Biosera USA), antibiotics and 2 mM L-glutamine (PanEco, Russia). In this case, to differentiate myeloid progenitor cells to macrophages, phorbol-12-myristate-13-acetate, PMA (Sigma, Germany) is added at a concentration of 2 ng/ml, incubated for 48 hours at a temperature of 37°C, in a humid atmosphere containing 5% CO2 . Next, the cells are washed with Dulbecco's phosphate-buffered saline DPBS (PanEco, Russia) and RPMI-160 medium (PanEco, Russia) containing 10% serum, antibiotics and 2 mM L-glutamine (PanEco, Russia) is added and incubated at 37°C. in a humid atmosphere containing 5% CO 2 for two days. After two days, the cells are ready for experiments.
Третий этап (получение первичных макрофагов человека из мононуклеарных клеток периферической крови здоровых доноров).The third stage (obtaining primary human macrophages from peripheral blood mononuclear cells of healthy donors).
Мононуклеарные клетки из крови человека получают методом осаждения в градиенте плотности фиколла. Для выделения мононуклеарных клеток используют периферическую кровь здорового донора. Все манипуляции по непосредственной работе с кровью с целью нивелирования риска контаминации проводят в асептических условиях в ламинарном боксе. Выделение ядросодержащих клеток проводят в 50 мл центрифужных пробирках (ПанЭко, Россия). В каждую пробирку вносят по 25 мл фиколла плотностью 1,077 г/мл (ПанЭко, Россия) и аккуратно, при помощи автоматического дозатора, наслаивают равный объём крови. Далее пробирку центрифугируют при 1080 g 30 мин, при комнатной температуре (без торможения). После центрифугирования получают чёткое разделение крови на 3 фракции: эритроциты, лейкоциты (мононуклеарные клетки) и плазму. Мононуклеарные клетки отбирают в отдельную 50 мл центрифужную пробирку (ПанЭко, Россия), добавляют 40 мл буфера DPBS (ПанЭко, Россия), полученную смесь ресуспендируют пипетированием и центрифугируют при 300 g в течение 5 минут, при комнатной температуре. Супернатант удаляют. Полученный клеточный осадок ресуспендируют в 40 мл DPBS (ПанЭко, Россия) и повторно центрифугируют при 10 g в течение 10 минут, при комнатной температуре. Супернатант удаляют, а осадок ресуспендируют в 10 мл DPBS (ПанЭко, Россия). Клетки считают в камере Горяева и 2-3*107 клеток переносят в стерильную 10 см культуральную чашку Петри и культивируют 30 минут в инкубаторе при 37°С во влажной атмосфере с 5 % содержанием СО2. Mononuclear cells from human blood are obtained by Ficoll density gradient sedimentation. To isolate mononuclear cells, peripheral blood from a healthy donor is used. All manipulations involving direct work with blood in order to level the risk of contamination are carried out under aseptic conditions in a laminar flow hood. Isolation of nucleated cells is carried out in 50 ml centrifuge tubes (PanEko, Russia). 25 ml of ficoll with a density of 1.077 g/ml (PanEco, Russia) is added to each tube and an equal volume of blood is carefully layered using an automatic dispenser. Next, the tube is centrifuged at 1080 g for 30 minutes, at room temperature (without braking). After centrifugation, the blood is clearly separated into 3 fractions: erythrocytes, leukocytes (mononuclear cells) and plasma. Mononuclear cells are collected into a separate 50 ml centrifuge tube (PanEco, Russia), 40 ml of DPBS buffer (PanEco, Russia) is added, the resulting mixture is resuspended by pipetting and centrifuged at 300 g for 5 minutes at room temperature. The supernatant is removed. The resulting cell sediment is resuspended in 40 ml of DPBS (PanEko, Russia) and centrifuged again at 10 g for 10 minutes at room temperature. The supernatant is removed, and the sediment is resuspended in 10 ml of DPBS (PanEko, Russia). Cells are counted in a Goryaev chamber and 2-3*10 7 cells are transferred to a sterile 10 cm culture Petri dish and cultured for 30 minutes in an incubator at 37°C in a humid atmosphere with 5% CO 2 content.
Мононуклеарные клетки, полученные из периферической крови человека, промывают DPBS (ПанЭко, Россия) 2 раза. Далее добавляют питательную среду RPMI-160 (ПанЭко, Россия) с 5% человеческой сывороткой (SCI store, Россия), 100 ед/мл пенициллина, 100 мкг/мл стрептомицина и 2 мМ L-глутамина (ПанЭко, Россия), для дифференцировки до макрофагов добавляют человеческий MCSF в концентрации 20 нг/мл (SCI store, Россия) и инкубируют 9 дней при температуре 37°C, во влажной атмосфере, содержащей 5% СО2.Mononuclear cells obtained from human peripheral blood are washed with DPBS (PanEco, Russia) 2 times. Next, add nutrient medium RPMI-160 (PanEco, Russia) with 5% human serum (SCI store, Russia), 100 units/ml penicillin, 100 μg/ml streptomycin and 2 mM L-glutamine (PanEco, Russia), for differentiation to macrophages are added with human MCSF at a concentration of 20 ng/ml (SCI store, Russia) and incubated for 9 days at a temperature of 37°C, in a humidified atmosphere containing 5% CO 2 .
Четвертый этап (получение макрофагов из миелоидных клеток-предшественников костного мозга мыши).The fourth stage (obtaining macrophages from mouse bone marrow myeloid progenitor cells).
Моноциты получают из аллогенного материала - костного мозга мыши. Для забора костного мозга мыши C57Black/6 6-8 недель (СТЕЗАР, Россия) выполняют антисептическую обработку в брюшной полости и задних ногах. Хирургические манипуляции на мышах проводят после их эвтаназии СО2. В асептических условиях извлекают большеберцовые и бедренные кости, удаляют окружающие ткани и собирают в стерильный контейнер с буфером DPBS (ПанЭко, Россия) и с 100 ед/мл пенициллином, 100 мкг/мл стрептомицином (ПанЭко, Россия). Костный мозг вымывали из концов костей с помощью иглы 26 калибра и шприцом на 1 мл, наполненный средой RPMI-1640 (ПанЭко, Россия) с антибиотиками 100 ед/мл пенициллина, 100 мкг/мл стрептомицина (ПанЭко, Россия) и пропускают через 70-мкм клеточный фильтр (SPL, Южная Корея). Суспензию клеток центрифугируют при 300 g в течение 5 мин при комнатной температуре для осаждения клеток. Супернатант выливают и осадок клеток ресуспендируют в 3 мл буфере для лизиса эритроцитов (50 мл дистиллированной воды, 0.449 г NH4Cl, 0.05 г KHCO3, 1.85 мг EDTA, pH=7.3) и инкубируют 3 мин, а затем центрифугируют при 300 g в течение 5 мин при комнатной температуре. Monocytes are obtained from allogeneic material - mouse bone marrow. To collect bone marrow, 6-8 week old C57Black/6 mice (STESAR, Russia) undergo antiseptic treatment in the abdominal cavity and hind legs. Surgical manipulations on mice are carried out after their euthanasia with CO 2 . Under aseptic conditions, the tibia and femur are removed, surrounding tissue is removed and collected in a sterile container with DPBS buffer (PanEco, Russia) and 100 units/ml penicillin, 100 μg/ml streptomycin (PanEco, Russia). Bone marrow was washed out from the ends of the bones using a 26 gauge needle and a 1 ml syringe filled with RPMI-1640 medium (PanEco, Russia) with antibiotics 100 units/ml penicillin, 100 μg/ml streptomycin (PanEco, Russia) and passed through 70- µm cell filter (SPL, South Korea). The cell suspension is centrifuged at 300 g for 5 min at room temperature to sediment the cells. The supernatant is poured out and the cell pellet is resuspended in 3 ml of erythrocyte lysis buffer (50 ml of distilled water, 0.449 g NH4Cl, 0.05 g KHCO3, 1.85 mg EDTA, pH = 7.3) and incubated for 3 min, and then centrifuged at 300 g for 5 min. at room temperature.
Моноциты, полученные из костного мозга мыши, сажают на чашку Петри, например, на 10-ти сантиметровую, или аналогичный, 6-ти или 12-ти луночный планшет в расчете моноциты из одной мыши на одну чашку/планшет и культивируют в среде RPMI-160 (ПанЭко, Россия) с 10% фетальной бычьей сывороткой (FBS), 100 ед/мл пенициллина, 100 мкг/мл стрептомицина и 2 мМ L-глутамина (ПанЭко, Россия) при температуре 37°C, во влажной атмосфере, содержащей 5% СО2. Для дифференциация миелоидных клеток-предшественников до макрофагов добавляют рекомбинантный макрофагальный колониестимулирующий фактор M-CSF в концентрации 20 нг/мл (SCI store, Россия). Оставшиеся клетки замораживают в 90% сыворотки крови плодов коровы (Biosera США) и 10% ДМСО (ПанЭко, Россия) в расчете 2 мл на моноциты из одной мыши (2 ампулы) и хранят при минус 80°C в течение ночи, а затем в хранилище с жидким азотом.Monocytes obtained from mouse bone marrow are placed on a Petri dish, for example, a 10-centimeter, or similar, 6- or 12-well plate, calculating monocytes from one mouse per dish/plate and cultured in RPMI-medium. 160 (PanEco, Russia) with 10% fetal bovine serum (FBS), 100 U/ml penicillin, 100 μg/ml streptomycin and 2 mM L-glutamine (PanEco, Russia) at a temperature of 37°C, in a humidified atmosphere containing 5 % CO 2 . To differentiate myeloid progenitor cells into macrophages, recombinant macrophage colony-stimulating factor M-CSF is added at a concentration of 20 ng/ml (SCI store, Russia). The remaining cells are frozen in 90% fetal bovine serum (Biosera USA) and 10% DMSO (PanEco, Russia) at a rate of 2 ml per monocytes from one mouse (2 ampoules) and stored at minus 80°C overnight and then in liquid nitrogen storage.
Пятый этап (совместное культивирование мышиных макрофагов и опухолевых клеток в сфероидах).Fifth stage (co-cultivation of mouse macrophages and tumor cells in spheroids).
Для предотвращения клеточной адгезии к пластику, культуральный пластик покрывают тонким слоем 1% агарозы (Carl Roth, Германия). Для этого 1% агарозу вносят в лунки 6-луночного планшета в объеме 1 мл/лунка и сразу же отбирают для предотвращения преждевременной полимеризации. Далее планшет с 1% агарозой инкубируют при температуре 37°C в течение 20 минут для полной полимеризации матрикса, до достижения гелеобразного состояния. Далее получают многокомпонентную клеточную ко-культуру путем внесения в лунки заранее подготовленных опухолевых клеток рака легкого мыши и макрофагов, полученных из костного мозга мыши в соотношении 1:3 (для 6-ти луночного планшета по 2*104 опухолевых клеток и 6*104 макрофагов), находящихся в сфероидной среде содержащей, DMEM/F12 (ПанЭко, Россия), 0,4 % бычьего сывороточного альбумина BSA (Диаэм, Россия), L-глутамина (ПанЭко, Россия), смесь антибиотиков пенициллин-стрептомицин (ПанЭко, Россия), 1 мл добавки B-27 ™ (50X), 20 нг/мл фактора роста фибрабластов FGF2 (SCI store, Россия) и 20 нг/мл эпидермального фактор роста EGF (SCI store, Россия). К многокомпонентной клеточной ко-культуре добавляют вещества с исследуемой противоопухолевой активностью в ранее выбранных концентрациях: этомоксир (0,5 мкмоль), циклоспорин А (0,5 мкмоль), диметилфумарат (1 мкмоль), ставудин (1,25 мкмоль), диданозин (2,5 мкмоль), ротенон (0,01 мкмоль), антимицин А (3 наномоль), олигомицин (0,1 мкмоль), карбонилцианид-п-трифторметоксифенилгидразон (FCCP) (0,15 мкмоль), BPTES (0,5 мкмоль). Далее многокомпонентную клеточную ко-культуру инкубируют 5 дней при температуре 37°C, в насыщенной влажной атмосфере, содержащей 5% СО2 до образования клетками сфероподобных структур. Морфологию клеток ко-культуры анализируют с использованием фазово-контрастной микроскопии. Клетки собирают в микроцентрифужную пробирку на 2 мл (Химмед, Россия) и центрифугируют при 300 g в течение 5 мин при комнатной температуре, для осаждения клеток. Получившийся осадок ресуспендируют в 200 мкл 0,25% трипсина-ЭДТА (ПанЭко, Россия) и инкубируют 3 мин при температуре 37°C и подсчитывают количество клеток в камере Горяева или автоматического счетчика клеток CytoSmart (Corning, США). Для камеры используют формулу: N / 15 * 250 * 10^3, где N - число клеток в пятнадцати квадратах камеры, расположенных по диагонали/объем в мл.To prevent cell adhesion to the plastic, the culture plastic is coated with a thin layer of 1% agarose (Carl Roth, Germany). To do this, 1% agarose is added to the wells of a 6-well plate in a volume of 1 ml/well and immediately removed to prevent premature polymerization. Next, the plate with 1% agarose is incubated at 37°C for 20 minutes to completely polymerize the matrix until a gel-like state is achieved. Next, a multicomponent cell co-culture is obtained by adding pre-prepared mouse lung cancer tumor cells and macrophages obtained from mouse bone marrow into the wells in a ratio of 1:3 (for a 6-well plate, 2 * 10 4 tumor cells and 6 * 10 4 macrophages) located in a spheroid medium containing DMEM/F12 (PanEco, Russia), 0.4% bovine serum albumin BSA (Diaem, Russia), L-glutamine (PanEco, Russia), a mixture of antibiotics penicillin-streptomycin (PanEco, Russia ), 1 ml B-27™ supplement (50X), 20 ng/ml fibroblast growth factor FGF2 (SCI store, Russia) and 20 ng/ml epidermal growth factor EGF (SCI store, Russia). Substances with test antitumor activity are added to the multicomponent cell co-culture at previously selected concentrations: etomoxir (0.5 µmol), cyclosporine A (0.5 µmol), dimethyl fumarate (1 µmol), stavudine (1.25 µmol), didanosine ( 2.5 µmol), rotenone (0.01 µmol), antimycin A (3 nmol), oligomycin (0.1 µmol), carbonyl cyanide-p-trifluoromethoxyphenylhydrazone (FCCP) (0.15 µmol), BPTES (0.5 µmol ). Next, the multicomponent cell co-culture is incubated for 5 days at a temperature of 37°C, in a saturated humid atmosphere containing 5% CO2 until the cells form sphere-like structures. The morphology of co-culture cells is analyzed using phase contrast microscopy. Cells are collected into a 2 ml microcentrifuge tube (Khimmed, Russia) and centrifuged at 300 g for 5 min at room temperature to sediment the cells. The resulting sediment is resuspended in 200 μl of 0.25% trypsin-EDTA (PanEco, Russia) and incubated for 3 minutes at 37°C and the number of cells is counted in a Goryaev chamber or a CytoSmart automatic cell counter (Corning, USA). For the chamber, use the formula: N / 15 * 250 * 10^3, where N is the number of cells in fifteen squares of the chamber, located diagonally / volume in ml.
При этом показывают, что классически активированные макрофаги не способны способствовать росту опухолевых клеток. At the same time, they show that classically activated macrophages are not able to promote the growth of tumor cells.
Шестой этап (мониторинг роста опухолевых клеток в кондиционированных средах из активированных макрофагов).Sixth stage (monitoring the growth of tumor cells in conditioned media from activated macrophages).
К макрофагам, полученным из костного мозга мыши, на 5 день дифференцировки добавляют кондиционированную среду от опухолевых клеток рака легкого мыши или рака поджелудочной железы в соотношении 1:3 и препараты в выбранных концентрациях и инкубируют 24 ч при температуре 37°C, во влажной атмосфере, содержащей 5% СО2. На следующий день клетки промывают буфером DPBS (ПанЭко, Россия) и добавляют среду DMEM (ПанЭко, Россия), содержащей 2% сыворотку крови плодов коровы (Biosera США), L-глутамин (ПанЭко, Россия) и смесь антибиотиков и инкубируют 72 ч. Далее кондиционированную среду от активированных макрофагов собирают в микроцентрифужные пробирки на 1,5 мл (Химмед, Россия), центрифугируют при 300 g 5 минут и хранят в морозильной камере при температуре минус 20°С. Опухолевые клетки рака легкого мыши и поджелудочной железы сажают в 24-луночных планшет плотностью 500 клеток на лунку в среде культивируют в среде DMEM (ПанЭко, Россия) с 10% сывороткой и антибиотиками. На следующий день клетки промывают буфером DPBS (ПанЭко, Россия) и добавляют кондиционированную среду от активированных макрофагов (1 часть) и среду DMEM (ПанЭко, Россия), содержащей 0.5 % сыворотки и антибиотики (2 части). Через 9 дней производят подсчет опухолевых клеток с использованием стандартных/известных методов клеточной биологии, например, подсчетом клеток на камере Горяева. Опухолевые клетки рака легкого мыши и поджелудочной железы промывают буфером DPBS, добавляют 200 мкл 0,25% трипсина-ЭДТА (ПанЭко, Россия), инкубируют 3 мин и подсчитывают количество клеток, после чего определяют рост или подавление опухолевых клеток.On the 5th day of differentiation, conditioned medium from tumor cells of mouse lung cancer or pancreatic cancer is added to macrophages obtained from mouse bone marrow in a ratio of 1:3 and drugs in selected concentrations and incubated for 24 hours at a temperature of 37°C, in a humid atmosphere, containing 5% CO2. The next day, the cells are washed with DPBS buffer (PanEco, Russia) and DMEM medium (PanEco, Russia) containing 2% fetal blood serum of a cow (Biosera USA), L-glutamine (PanEco, Russia) and a mixture of antibiotics is added and incubated for 72 hours. Next, the conditioned medium from activated macrophages is collected into 1.5 ml microcentrifuge tubes (Khimmed, Russia), centrifuged at 300 g for 5 minutes and stored in a freezer at minus 20°C. Tumor cells of mouse lung and pancreatic cancer are planted in 24-well plates with a density of 500 cells per well in a medium cultured in DMEM medium (PanEko, Russia) with 10% serum and antibiotics. The next day, the cells are washed with DPBS buffer (PanEco, Russia) and conditioned medium from activated macrophages (1 part) and DMEM medium (PanEco, Russia) containing 0.5% serum and antibiotics (2 parts) are added. After 9 days, tumor cells are counted using standard/well-known methods of cell biology, for example, cell counting on a Goryaev chamber. Tumor cells of mouse lung and pancreatic cancer are washed with DPBS buffer, 200 μl of 0.25% trypsin-EDTA (PanEco, Russia) is added, incubated for 3 minutes and the number of cells is counted, after which the growth or suppression of tumor cells is determined.
Количество клеток возможно определить, например, стандартным методом с помощью камеры Горяева.). The number of cells can be determined, for example, by the standard method using a Goryaev camera.).
Кроме этого, количество клеток можно определить с помощью автоматического счетчика клеток CytoSmart (Corning, США). In addition, the number of cells can be determined using an automatic cell counter CytoSmart (Corning, USA).
Кроме этого, количество клеток можно определить с помощью метода генциан фиолетовый (crystal violet). Для этого, опухолевые клетки рака легкого мыши и клетки поджелудочной железы фиксируют 350 мкл 10% формалина (Biovitrum, Россия) и инкубируют 15 мин при комнатной температуре. Затем клетки промывают буфером DPBS и добавляют 250 мкл 0,1% генциан фиолетовый (Panreac, Испания) и инкубируют 3 мин при комнатной температуре. Далее клетки дважды промывают MQ, насухо отбирают и сушат планшеты с клетками 30 мин при комнатной температуре. Затем добавляют 500 мкл уксусной кислоты и перемешивают на орбитальном шейкере (Biosan, Латвия) в течении 30 мин, пока цвет не станет однородным без участков плотной окраски на дне лунок. Далее на микропланшетном ридере Infinite M200 pro (Tecan, Швейария) измеряют абсорбцию каждой лунки при длине волны 570 нм. Результаты интерпретируют согласно абсорбции.In addition, the number of cells can be determined using the gentian violet method. To do this, mouse lung cancer tumor cells and pancreatic cells are fixed with 350 μl of 10% formalin (Biovitrum, Russia) and incubated for 15 minutes at room temperature. Then the cells are washed with DPBS buffer and 250 μl of 0.1% gentian violet (Panreac, Spain) is added and incubated for 3 min at room temperature. Next, the cells are washed twice with MQ, selected dry, and the cell plates are dried for 30 min at room temperature. Then add 500 μl of acetic acid and mix on an orbital shaker (Biosan, Latvia) for 30 minutes until the color becomes uniform without areas of dense color at the bottom of the wells. Next, the absorbance of each well is measured at a wavelength of 570 nm using an Infinite M200 pro microplate reader (Tecan, Switzerland). The results are interpreted according to absorbance.
При этом показывают, что классически активированные макрофаги не способны способствовать росту опухолевых клеток. At the same time, they show that classically activated macrophages are not able to promote the growth of tumor cells.
Седьмой этап (поляризация первичных макрофагов, полученных из периферической крови).Seventh stage (polarization of primary macrophages obtained from peripheral blood).
К дифференцированным макрофагам, полученным из периферической крови доноров, добавляют 20 нг/мл интерлейкина-4, IL-4 (SCI store, Россия) и комбинацию 20 нг/мл липополисахарида, LPS (SCI store, Россия) + 20 нг/мл интерферона- гамма, IFNγ (SCI store, Россия) и препараты в выбранных концентрациях. Через 24 часа к клеткам добавляют 1 мл раствора Extra RNA для лизиса и последующего выделения РНК. Образцы замораживают при минус 80°С.To differentiated macrophages obtained from the peripheral blood of donors, add 20 ng/ml interleukin-4, IL-4 (SCI store, Russia) and a combination of 20 ng/ml lipopolysaccharide, LPS (SCI store, Russia) + 20 ng/ml interferon- gamma, IFNγ (SCI store, Russia) and drugs in selected concentrations. After 24 hours, 1 ml of Extra RNA solution is added to the cells for lysis and subsequent RNA isolation. Samples are frozen at minus 80°C.
Восьмой этап (поляризация мышиных макрофагов).Eighth stage (polarization of mouse macrophages).
К макрофагам, полученным из костного мозга мыши, на 5 день дифференцировки добавляют 20 нг/мл интерлейкина-4, IL-4 (SCI store, Россия) и комбинацию 20 нг/мл липополисахарида, LPS (SCI store, Россия) + 20 нг/мл интерферона- гамма, IFNγ (SCI store, Россия) и препараты в выбранных концентрациях. На следующий день к клеткам добавляют 1 мл раствора Extra RNA для лизиса и последующего выделения РНК. Образцы замораживают при минус 80°С.To macrophages obtained from mouse bone marrow, on the 5th day of differentiation, 20 ng/ml interleukin-4, IL-4 (SCI store, Russia) and a combination of 20 ng/ml lipopolysaccharide, LPS (SCI store, Russia) + 20 ng/ml are added ml of interferon-gamma, IFNγ (SCI store, Russia) and drugs in selected concentrations. The next day, 1 ml of Extra RNA solution is added to the cells for lysis and subsequent RNA isolation. Samples are frozen at minus 80°C.
Девятый этап (поляризация THP-1 клеток).Ninth stage (polarization of THP-1 cells).
Моноцитарную клеточную линию человека THP1 сажают на 6-луночную плату в концентрации 2 млн на лунку и дифференцируют по стандартному протоколу, описанному выше. К дифференцированным ТНР1 клеткам добавляют 20 нг/мл интерлейкина-4, IL-4 (SCI store, Россия) и комбинацию 20 нг/мл липополисахарида, LPS (SCI store, Россия) + 20 нг/мл интерферона- гамма, IFNγ (SCI store, Россия) и препараты в выбранных концентрациях. На следующий день клетки лизируют в 1 мл Extra RNA раствора (Евроген, Россия) для выделения РНК и замораживают при 80°C.The human monocytic cell line THP1 is plated on a 6-well plate at a concentration of 2 ppm per well and differentiated using the standard protocol described above. To differentiated THP1 cells, 20 ng/ml interleukin-4, IL-4 (SCI store, Russia) and a combination of 20 ng/ml lipopolysaccharide, LPS (SCI store, Russia) + 20 ng/ml interferon-gamma, IFNγ (SCI store) are added , Russia) and drugs in selected concentrations. The next day, the cells are lysed in 1 ml of Extra RNA solution (Evrogen, Russia) to isolate RNA and frozen at 80°C.
Десятый этап (выделение РНК).Tenth stage (RNA isolation).
Образцы клеток в Extra RNA растворе перемешивают на вортексе в течение 1 минуты и центрифугируют при 12000 g, 5 мин, при комнатной температуре. После перемешивают содержимое пробирок на вортексе в течение 1 минуты и центрифугируют при 12000 g, 5 мин, при комнатной температуре. Получившийся супернатант переносят в новую пробирку и добавляют к нему 200 мкл хлороформа, перемешивают и инкубируют в течение 5 минут при комнатной температуре, периодически встряхивая образец. После этого центрифугируют при 12000 g, 15 мин, при комнатной температуре, затем аккуратно отбирают верхнюю фазу и переносят ее в новую пробирку. Добавляют 500 мкл 100% изопропанола, перемешивают на вортексе и затем инкубируют 10 минут при комнатной температуре. Пробирки центрифугируют при 12000 g, 10 минут, при комнатной температуре, затем осторожно удаляют супернатант и промывают осадок в 1 мл 75% EtOH. Снова центрифугируют в течение при 12000 g, 5 минут, при комнатной температуре, удаляют супернатант и высушивают осадок при комнатной температуре. РНК растворяют в 40 мкл воды стерильной водой свободной от нуклеаз (Евроген, Россия) и помещают в морозильную камеру при температуре минус 80°С.Cell samples in Extra RNA solution are mixed by vortex for 1 minute and centrifuged at 12000 g, 5 minutes, at room temperature. Afterwards, the contents of the tubes are mixed by vortex for 1 minute and centrifuged at 12000 g, 5 minutes, at room temperature. The resulting supernatant is transferred to a new tube and 200 μl of chloroform is added to it, mixed and incubated for 5 minutes at room temperature, shaking the sample periodically. After this, centrifuge at 12000 g, 15 minutes, at room temperature, then carefully select the upper phase and transfer it to a new tube. Add 500 µl 100% isopropanol, vortex and then incubate for 10 minutes at room temperature. The tubes are centrifuged at 12,000 g for 10 minutes at room temperature, then the supernatant is carefully removed and the sediment is washed with 1 ml of 75% EtOH. Centrifuge again at 12,000 g for 5 minutes at room temperature, remove the supernatant and dry the sediment at room temperature. RNA is dissolved in 40 μl of water with sterile nuclease-free water (Evrogen, Russia) and placed in a freezer at minus 80°C.
Одиннадцатый этап (получение кДНК).Eleventh stage (obtaining cDNA).
Для синтеза кДНК предварительно измеряют концентрацию РНК на Nano Drop (Thermo scientific, США) в концентрации нг/мкл, также оценивают чистоту образцов - соотношение пиков поглощения 260 нм/280 нм - соответствуют примесям белков и аминокислот; 260 нм/230 нм - примеси солей и фенола. Необходимое количество РНК доводят до 15 мкл стерильной водой свободной от нуклеаз (BIO-RAD, США) и добавляют 4 мкл 5х iScript Reaction Mix (BIO-RAD, США) и 1 мкл iScript Reverse Transcriptase (BIO-RAD, США). Пробирки помещают в амплификатор C1000 Touch (Bio-Rad, США), следуя инструкции производителя. После окончания образцы оставляют в морозильной камере при температуре минус 20°С.To synthesize cDNA, the RNA concentration is first measured on a Nano Drop (Thermo scientific, USA) at a concentration of ng/µl, and the purity of the samples is also assessed - the ratio of absorption peaks is 260 nm/280 nm - corresponding to impurities of proteins and amino acids; 260 nm/230 nm - impurities of salts and phenol. The required amount of RNA is adjusted to 15 μl with sterile nuclease-free water (BIO-RAD, USA) and 4 μl of 5x iScript Reaction Mix (BIO-RAD, USA) and 1 μl of iScript Reverse Transcriptase (BIO-RAD, USA) are added. The tubes are placed in a C1000 Touch cycler (Bio-Rad, USA), following the manufacturer's instructions. After completion, the samples are left in the freezer at a temperature of minus 20°C.
Двенадцатый этап (ПЦР реакция в реальном времени).Twelfth stage (real-time PCR reaction).
Для проведения ПЦР в реальном времени готовят Master Mix: к 5 мкл SybrGreen (Евроген, Россия) добавляют 3,6 мкл воды, свободной от нуклеаз (Евроген, Россия) и 0,4 мкл праймера (Евроген, Россия) для соответствующих генов (таблица). Готовый Master Mix раскапывают в 96-луночный планшет по 9 мкл. Далее раскапывают по 1 мкл образцы ДНК, Standard и Negative Control в трех повторностях. Планшет закрывают оптической прозрачной пленкой и помещают в амплификатор. To carry out real-time PCR, prepare a Master Mix: to 5 μl of SybrGreen (Evrogen, Russia) add 3.6 μl of nuclease-free water (Evrogen, Russia) and 0.4 μl of primer (Evrogen, Russia) for the corresponding genes (table ). The finished Master Mix is dispensed into a 96-well plate, 9 µL each. Next, 1 μl of DNA samples, Standard and Negative Control samples were dispensed in triplicate. The plate is covered with an optical transparent film and placed in a thermal cycler.
Проводят ПЦР, например, при следующих параметрах: 1) предварительная денатурация в течение 3 минут при 95°С, 2) денатурация в течение 10 секунд при температуре 95°С, 3) отжиг в течение 30 секунд, температура которого варьируется в зависимости от праймера, 4) плавление при температуре 72°С, длительностью 30 секунд на амплификаторе Real-Time CFX96 Touch (Bio-Rad, США). Такой цикл повторяется 40 раз, после чего получают данные о пороговых значениях циклов ПЦР, используя которые рассчитывают уровень экспрессии интересующих генов.PCR is carried out, for example, with the following parameters: 1) preliminary denaturation for 3 minutes at 95°C, 2) denaturation for 10 seconds at a temperature of 95°C, 3) annealing for 30 seconds, the temperature of which varies depending on the primer , 4) melting at a temperature of 72°C, lasting 30 seconds on a Real-Time CFX96 Touch thermal cycler (Bio-Rad, USA). This cycle is repeated 40 times, after which data on the threshold values of PCR cycles is obtained, using which the expression level of the genes of interest is calculated.
При этом показывают смещение митохондриального метаболизма с окислительного фосфорилирования, свойственного макрофагам М2 типа, в гликолизный тип, характерный для макрофагов М1 типа.At the same time, they show a shift in mitochondrial metabolism from oxidative phosphorylation, characteristic of M2 type macrophages, to the glycolytic type, characteristic of M1 type macrophages.
Далее заявителем приведены Примеры осуществления заявленного технического решения.Below, the applicant provides examples of the implementation of the claimed technical solution.
Заявителем проведены следующие эксперименты в условиях лаборатории, которые доказывают эффективность заявленного способа для лечения онкологических заболеваний в целом:The applicant conducted the following experiments in the laboratory, which prove the effectiveness of the claimed method for the treatment of cancer in general:
Пример 1. Выполнен анализ митохондриальной дисфункции в мышиных макрофагах и макрофагов, полученных из мононуклеарных клеток периферической крови донора, вызванных отсутствием гена Oра1, и было показано нарушение поляризацию макрофагов, в М2 подтип.Example 1. Mitochondrial dysfunction was analyzed in mouse macrophages and macrophages obtained from donor peripheral blood mononuclear cells caused by the absence of the Ora1 gene, and it was shown that the polarization of macrophages was impaired in the M2 subtype.
Пример 2. Выполнен эксперимент, подтверждающий указанное предположение, а именно, неспособность макрофагов М1 (OPA1ΔM) стимулировать рост опухолевых клеток при совместном культивировании макрофагов с опухолевыми клетками.Example 2. An experiment was performed confirming this assumption, namely, the inability of M1 macrophages (OPA1ΔM) to stimulate the growth of tumor cells when macrophages are co-cultured with tumor cells.
Пример 3. Выполнен поиск наиболее эффективных фармакологических препаратов, вызывающие митохондриальную дисфункцию.Example 3. A search was made for the most effective pharmacological drugs that cause mitochondrial dysfunction.
Пример 4. Выполнены исследования, подтверждающие факт того, что отобранные на предыдущем этапе фармацевтические препараты, действительно подавляют поляризацию мышиных макрофагов и макрофагов человека, и как следствие указанного приводят к изменению метаболизма митохондрий.Example 4. Studies have been carried out confirming the fact that the pharmaceutical drugs selected at the previous stage actually suppress the polarization of mouse macrophages and human macrophages, and as a consequence of this lead to changes in mitochondrial metabolism.
Пример 5. Выполнены исследования, подтверждающие факт того, что отобранные заявителем фармацевтические препараты, изменяющие метаболизм митохондрий, действительно подавляют макрофагальную функцию мышиных макрофагов М2 подтипа, которые поддерживают рост опухолевых клеток.Example 5. Studies have been carried out confirming the fact that the pharmaceutical drugs selected by the applicant that change mitochondrial metabolism actually suppress the macrophage function of murine macrophages of the M2 subtype, which support the growth of tumor cells.
Пример 6. Выполнены исследования, подтверждающие факт того, что отобранные фармацевтические средства, влияющие на митохондриальный метаболизм, блокируют онкогенные свойства макрофаг подобной клеточной линии человека ТНР1.Example 6. Studies have been carried out confirming the fact that selected pharmaceutical agents affecting mitochondrial metabolism block the oncogenic properties of the macrophage-like human cell line THP1.
Пример 7. Выполнены исследования, подтверждающие факт того, что отобранные фармацевтические средства, индуцирующие митохондриальную дисфункцию в первичных макрофагах человека, снижают пролиферацию опухолевых клеток.Example 7 Studies were performed to confirm that selected pharmaceutical agents that induce mitochondrial dysfunction in primary human macrophages reduce tumor cell proliferation.
Далее заявителем более детально приведены описания экспериментов, подтверждающие представленные выше последовательность выполненных экспериментов.Next, the applicant provides more detailed descriptions of the experiments confirming the sequence of experiments performed presented above.
Пример 1. Выполнение анализа митохондриальной дисфункции в мышиных макрофагах и макрофагов, полученных из мононуклеарных клеток периферической крови донора, вызванных отсутствием гена Oра1.Example 1. Performing an analysis of mitochondrial dysfunction in murine macrophages and macrophages derived from donor peripheral blood mononuclear cells caused by the absence of the Ora1 gene.
Для того чтобы проверить, могут ли митохондриальные перестройки вызывать метаболическое перепрограммирование в опухолеассоциированных макрофагах (ТАМ) проводят четвертый этап - получение макрофагов из миелоидных клеток-предшественников костного мозга мыши по алгоритму, описанному выше. Заявителем использована мышиная модель, в которой макрофаги имеют митохондриальную дисфункцию. Для этого в мышах был специфически инактивирован ген Optic Atrophy 1 (Opa1), причем эта делеция проявляется только в макрофагах. В результате скрещивания, заявителем были получены мыши, несущих аллель Opa1 flox у которых, из-за делеции экзонов 2 и 3, происходит аберрантная транскрипция exon1-exon4. Полученные мыши Opa1flox / flox Lyz2Cre / Cre были обозначены как мыши Opa1ΔM (или Ора1-KO), а макрофаги, полученные из этих мышей, как макрофаги OPA1ΔM, соответственно. Во всех проведенных экспериментах макрофаги OPA1ΔM (упоминаются в тексте как Ора1-KO) сравнивали с макрофагами, полученными от мышей Opa1flox / flox (далее в тексте упоминаются как контрольные или макрофаги дикого типа WT). Заявителем предположено, что макрофаги, дефицитные по OPA1, могут демонстрировать митохондриальные аберрации, которые радикально перестраивают их метаболизм, воспроизводят метаболические программы макрофагов M1, которые, в свою очередь, способны эффективно бороться с раковыми клетками. In order to test whether mitochondrial rearrangements can cause metabolic reprogramming in tumor-associated macrophages (TAMs), a fourth step is carried out - obtaining macrophages from mouse bone marrow myeloid progenitor cells according to the algorithm described above. The Applicant used a mouse model in which macrophages have mitochondrial dysfunction. To do this, the Optic Atrophy 1 (Opa1) gene was specifically inactivated in mice, and this deletion manifests itself only in macrophages. As a result of crossing, the applicant obtained mice carrying the Opa1 flox allele in which, due to the deletion of exons 2 and 3, aberrant transcription of exon1-exon4 occurs. The resulting Opa1flox/flox Lyz2Cre/Cre mice were designated Opa1ΔM (or Opa1-KO) mice and macrophages derived from these mice as OPA1ΔM macrophages, respectively. In all experiments performed, OPA1ΔM macrophages (referred to in the text as Opa1-KO) were compared with macrophages derived from Opa1flox/flox mice (hereafter referred to in the text as control or WT macrophages). The applicant suggested that macrophages deficient in OPA1 may exhibit mitochondrial aberrations that radically rearrange their metabolism, reproducing the metabolic programs of M1 macrophages, which, in turn, are able to effectively fight cancer cells.
Первоначально, чтобы оценить функциональное состояние поляризации в макрофагах OPA1ΔM, заявителем решено оценить экспрессию известных маркеров поляризации. Экспрессия этих маркеров часто коррелирует с функциональной способностью макрофагов к поляризации. Для этого заявителем выполнены восьмой этап - поляризация мышиных марофагов; десятый этап - выделение РНК; одиннадцатый этап - получение кДНК и двенадцатый этап - проведение полимеразной цепной реакции в режиме реального времени по алгоритму, описанному выше. Initially, in order to assess the functional state of polarization in OPA1ΔM macrophages, the applicant decided to evaluate the expression of known polarization markers. The expression of these markers often correlates with the functional ability of macrophages to polarize. To achieve this, the applicant completed the eighth stage - polarization of mouse marophages; tenth stage - RNA isolation; the eleventh stage - obtaining cDNA and the twelfth stage - carrying out a polymerase chain reaction in real time according to the algorithm described above.
Заявитель проверил методом qPCR экспрессию маркеров M1, индуцированных IFNg и LPS, и маркеров M2, индуцированных IL-4. Заявителем обнаружено, что как маркеры М2 (Arg1, Ym1, Fizz1), так и многочисленные воспалительные маркеры М1 не индуцировались в OPA1-дефицитных макрофагах в той же степени, что и в клетках дикого типа (Фиг. 1A и Фиг. 1B). Интересно, что отсутствие OPA1 в макрофагах также препятствовало экспрессии генов M2 и M1 подтипа в ответ на кондиционированную среду из опухолевых клеток (Фиг. 1). В целом, эти данные продемонстрировали, что митохондриальная дисфункция, вызванная делецией гена Opa1 в макрофагах, значительно влияет на программирование макрофагов в проопухолевый М2 подтип. Ранее сообщалось, что признаки М2-макрофагов коррелируют с худшим прогнозом у онкологических больных. Поэтому значительное подавление признаков М2 подтипа в опухолеассоциированных макрофагах может быть преимуществом для пациентов для осуществления эффективного противоопухолевого ответа. The Applicant tested by qPCR the expression of M1 markers induced by IFNg and LPS and M2 markers induced by IL-4. We found that both M2 markers (Arg1, Ym1, Fizz1) and multiple M1 inflammatory markers were not induced in OPA1-deficient macrophages to the same extent as in wild-type cells (Figure 1A and Figure 1B). Interestingly, the absence of OPA1 in macrophages also prevented the expression of M2 and M1 subtype genes in response to conditioned media from tumor cells (Figure 1). Overall, these data demonstrated that mitochondrial dysfunction caused by deletion of the Opa1 gene in macrophages significantly affects the programming of macrophages into the protumor M2 subtype. It has previously been reported that M2 macrophage features correlate with worse prognosis in cancer patients. Therefore, significant suppression of M2 subtype features in tumor-associated macrophages may be an advantage for patients to mount an effective antitumor response.
В результате достигнут заявленный технический результат - митохондриальная дисфункция, вызванная делецией гена Opa1 в макрофагах, значительно влияет на программирование макрофагов в проопухолевый М2 подтип.As a result, the stated technical result was achieved - mitochondrial dysfunction caused by deletion of the Opa1 gene in macrophages significantly affects the programming of macrophages into the protumor M2 subtype.
Далее, заявителем проверена роль Opa1 в макрофагах человека. Для этого был проведен третий этап - получение первичных макрофагов человека их мононуклеарных клеток периферической крови здоровых доноров. Мононуклеарные клетки периферической крови высевали на пластик и культивировали в течение 9 дней в 5% человеческой сыворотке. Для нокдауна макрофаги были трансфицированы siRNA, нацеленной на OPA1, что обеспечило эффективный нокдаун (Фиг. 2 А). Further, the applicant tested the role of Opa1 in human macrophages. For this purpose, the third stage was carried out - obtaining primary human macrophages and peripheral blood mononuclear cells from healthy donors. Peripheral blood mononuclear cells were plated on plastic and cultured for 9 days in 5% human serum. For knockdown, macrophages were transfected with siRNA targeting OPA1, which provided effective knockdown (Figure 2 A).
Для анализа статуса поляризации макрофагов человека проводили седьмой этап. Для этого первичные макрофаги человека стимулировали IL-4 и IFN-γ и LPS. Далее проводили десятый этап - выделение РНК; одиннадцатый этап - получение кДНК и двенадцатый этап - проведение полимеразной цепной реакции в режиме реального времени по алгоритму, описанному выше. Подобно мышиным макрофагам при активации IL-4, М2-гены также демонстрировали ослабленную экспрессию в макрофагах человека с нокаутом OPA1 (Фиг. 2В). Однако гены M1, в свою очередь, сильно повышались под действием IFN-γ и LPS в макрофагах с дефицитом OPA1 (Фиг. 2С). Эти данные также подтверждают данные о том, что OPA1 необходим для проопухолевой активации макрофагов. To analyze the polarization status of human macrophages, the seventh stage was performed. To achieve this, primary human macrophages were stimulated with IL-4 and IFN-γ and LPS. Next, the tenth stage was carried out - RNA isolation; the eleventh stage - obtaining cDNA and the twelfth stage - carrying out a polymerase chain reaction in real time according to the algorithm described above. Similar to murine macrophages upon activation by IL-4, M2 genes also showed reduced expression in human OPA1 knockout macrophages (Fig. 2B). However, M1 genes were in turn strongly upregulated by IFN-γ and LPS in OPA1-deficient macrophages ( Fig. 2C ). These data also support the finding that OPA1 is required for protumor activation of macrophages.
В результате достигнут заявленный технический результат - показано нарушение поляризации макрофагов в М2 подтип.As a result, the stated technical result was achieved - a violation of the polarization of macrophages in the M2 subtype was shown.
Пример 2. Выполнен эксперимент, подтверждающий указанное предположение, а именно не способность макрофагов М1 (OPA1ΔM) стимулировать рост опухолевых клеток при совместном культивировании макрофагов с опухолевыми клеткамиExample 2. An experiment was performed confirming this assumption, namely the inability of M1 macrophages (OPA1ΔM) to stimulate the growth of tumor cells when macrophages are co-cultured with tumor cells ..
Далее заявителем проанализировано, как макрофаги с OPA1ΔM могут влиять на рост опухолевых клеток. Для этого заявителем были провидены первый этап - культивирование опухолевых клеток мыши; четвертый этап - получение макрофагов из миелоидных клеток-предшественников костного мозга мыши и пятый этап - совместное культивирование мышиных макрофагов и опухолевых клеток в сфероидах по алгоритму, описанному выше (Фиг. 3А). Культивирование опухолевых клеток вместе с дифференцированными макрофагами в условиях сфероидного роста позволяет оценить эффект прямого контакта между опухолевыми клетками и макрофагами и проанализировать влияние секретома макрофагов на пролиферацию опухолевых клеток. Примечательно, что в условиях прямого совместного культивирования макрофаги OPA1ΔM не могли стимулировать пролиферацию трех линий опухолевых клеток мыши. Этот эффект привел к образованию сфероидов меньшего размера (Фиг. 3B) и значительному снижению числа клеток (Фиг. 3C). Эти данные четко подтверждают, что OPA1ΔM макрофаги не способны способствовать росту опухолевых клеток. Это означает, что OPA1 и нормальные функции митохондрий имеют решающее значение для проопухолевого перепрограммирования макрофагов. Эти результаты также коррелируют с данными qPCR активированных макрофагов. Поэтому препараты, вызывающие дисфункцию митохондрий в макрофагах, могут стать перспективными кандидатами для противораковой терапии. Заявитель считает, что, скорее всего, макрофаги OPA1ΔM не производят достаточного количества факторов/метаболитов, стимулирующих пролиферацию опухолевых клеток, или выделяют некоторые цитотоксические молекулы. The applicant further analyzed how macrophages with OPA1ΔM can influence the growth of tumor cells. To achieve this, the applicant carried out the first stage - culturing mouse tumor cells; the fourth stage is the production of macrophages from myeloid progenitor cells of mouse bone marrow and the fifth stage is the co-cultivation of mouse macrophages and tumor cells in spheroids according to the algorithm described above (Fig. 3A). Cultivation of tumor cells together with differentiated macrophages under spheroid growth conditions makes it possible to evaluate the effect of direct contact between tumor cells and macrophages and to analyze the influence of the macrophage secretome on tumor cell proliferation. Notably, under direct coculture conditions, OPA1ΔM macrophages were unable to stimulate proliferation of the three mouse tumor cell lines. This effect resulted in the formation of smaller spheroids (Figure 3B) and a significant reduction in cell number (Figure 3C). These data clearly confirm that OPA1ΔM macrophages are unable to promote tumor cell growth. This implies that OPA1 and normal mitochondrial function are critical for protumor reprogramming of macrophages. These results also correlate with qPCR data from activated macrophages. Therefore, drugs that cause mitochondrial dysfunction in macrophages may become promising candidates for anticancer therapy. The Applicant believes that it is likely that OPA1ΔM macrophages do not produce sufficient factors/metabolites that stimulate tumor cell proliferation or release certain cytotoxic molecules.
Существует несколько возможных причин, объясняющих, почему макрофаги OPA1ΔM меньше поддерживают рост опухолевых клеток: либо их метаболическая дисфункция приводит к изменению производства секретируемых факторов и метаболитов, необходимых для стимулирования пролиферации опухолевых клеток; либо макрофаги OPA1ΔM более цитотоксичны в плане уничтожения опухолевых клеток. Сначала заявитель решил проанализировать фагоцитарную способность макрофагов дикого типа и OPA1ΔM. Для этого опухолевые клетки были помечены зеленым красителем и высеяны поверх макрофагов, помеченных красным красителем. Процент дважды положительных клеток, представляющих макрофаги с опухолевыми клетками, измеряли методом проточной цитометрии через 8 часов после посева (Фиг. 4A). В результате, заявителем не обнаружено существенной разницы между макрофагами дикого типа и OPA1-дефицитными макрофагами в их способности фагоцитировать опухолевые клетки, среди всех трех протестированных клеточных линий (Фиг. 4B). There are several possible reasons to explain why OPA1ΔM macrophages are less supportive of tumor cell growth: either their metabolic dysfunction results in altered production of secreted factors and metabolites required to stimulate tumor cell proliferation; or OPA1ΔM macrophages are more cytotoxic in killing tumor cells. The applicant first decided to analyze the phagocytic ability of wild-type and OPA1ΔM macrophages. To do this, tumor cells were labeled with a green dye and plated on top of macrophages labeled with a red dye. The percentage of double-positive cells representing macrophages with tumor cells was measured by flow cytometry 8 hours after plating (Fig. 4A). As a result, we found no significant difference between wild-type and OPA1-deficient macrophages in their ability to phagocytose tumor cells among all three cell lines tested (Figure 4B).
В результате достигнут заявленный технический результат - OPA1ΔM макрофаги не способствуют росту опухолевых клеток.As a result, the stated technical result was achieved - OPA1 ΔM macrophages do not promote the growth of tumor cells.
Далее заявителем проанализировано, как макрофаги, полученные из периферической крови здоровых доноров с OPA1ΔM могут влиять на рост опухолевых клеток человека. Для этого заявителем были провидены первый этап - культивирование опухолевых клеток человека; третий этап - получение первичных макрофагов человека из мононуклеарных клеток периферической крови здоровых доноров и пятый этап - совместное культивирование макрофагов и опухолевых клеток в сфероидах по алгоритму, описанному выше. Заявителем получены аналогичные результаты для макрофагов человека с siRNA-нокаутом OPA1 (Фиг. 4C). The applicant further analyzed how macrophages obtained from the peripheral blood of healthy donors with OPA1 ΔM can influence the growth of human tumor cells. To achieve this, the applicant carried out the first stage - culturing human tumor cells; the third stage is the production of primary human macrophages from peripheral blood mononuclear cells of healthy donors and the fifth stage is the co-cultivation of macrophages and tumor cells in spheroids according to the algorithm described above. The applicant obtained similar results for human macrophages with siRNA knockout of OPA1 (Fig. 4C).
В результате достигнут заявленный технический результат - макрофаги OPA1ΔM не производят достаточного количества факторов/метаболитов, стимулирующих пролиферацию опухолевых клеток. As a result, the stated technical result was achieved - OPA1 ΔM macrophages do not produce a sufficient amount of factors/metabolites that stimulate the proliferation of tumor cells.
Чтобы проверить, регулируют ли митохондриальная дисфункция и OPA1 продукцию секретируемых макрофагами факторов, необходимых для опухолевого роста, заявителем были использованы четвертый этап - получение макрофагов из миелоидных клеток-предшественников костного мозга мыши; первый этап - культивирование опухолевых клеток мыши; пятый этап - совместное культивирование мышиных макрофагов и опухолевых клеток в сфероидах; шестой этап - мониторинг роста опухолевых клеток в кондиционированных средах из активированных макрофагов по алгоритму, описанному выше. Заявителем были получены мышиные макрофаги и далее были обработаны кондиционированной средой, собранной от опухолевых клеток. После этого макрофаги промывали и выращивали в течение трех дней в сфероидной среде для обогащения ее секретом макрофагов. Затем опухолевые клетки помещали либо в среду сфероидов, либо в среду, собранную с макрофагов (Фиг. 5 А). Через 5 дней заявителем были сделаны снимки сфероидов и подсчитаны клетки сфероидов. Примечательно, что заявителем обнаружено, что кондиционированная среда из макрофагов значительно стимулировала пролиферацию опухолевых клеток, но факторы, продуцируемые активированными макрофагами OPA1ΔM, были недостаточны для поддержания роста опухолевых клеток (Фиг. 5B и Фиг. 5C).To test whether mitochondrial dysfunction and OPA1 regulate the production of macrophage-secreted factors necessary for tumor growth, the applicant used the fourth step - obtaining macrophages from mouse bone marrow myeloid progenitor cells; the first stage is the cultivation of mouse tumor cells; fifth stage - co-cultivation of mouse macrophages and tumor cells in spheroids; the sixth stage is monitoring the growth of tumor cells in conditioned media from activated macrophages according to the algorithm described above. The applicant obtained murine macrophages and further treated them with conditioned medium collected from tumor cells. After this, the macrophages were washed and grown for three days in spheroid medium to enrich it with macrophage secretions. Tumor cells were then plated into either spheroid medium or macrophage-collected medium (Figure 5 A). After 5 days, the applicant took photographs of the spheroids and counted the cells of the spheroids. Notably, we found that conditioned media from macrophages significantly stimulated tumor cell proliferation, but factors produced by activated OPA1ΔM macrophages were insufficient to support tumor cell growth (Figure 5B and Figure 5C).
В результате достигнут заявленный технический результат - митохондрильный метаболизм регулирует выработку макрофагами секретируемых факторов, необходимых для опухолевого роста.As a result, the stated technical result was achieved - mitochondrial metabolism regulates the production of secreted factors by macrophages necessary for tumor growth.
Пример 3. Выполнен поиск наиболее эффективных фармакологических препаратов, вызывающие митохондриальную дисфункцию.Example 3. A search was made for the most effective pharmacological drugs that cause mitochondrial dysfunction.
Далее, заявителем составлен список фармацевтических препаратов ( Фиг. 6), которые могли бы воздействовать на функции митохондрий в макрофагах с физиологическим эффектом, подобным нокауту гена Opa1. Заявителем выбрано несколько фармакологических соединений на основе наших предыдущих наблюдений и литературного поиска: этомоксир, циклоспорин А, диметилфумарат, ставудин, диданозин, ротенон, антимицин А, олигомицин, карбонилцианид-п-трифторметоксифенилгидразон, BPTES и новый ингибитор Ора1 MYLS22. Заявителем были выполнены первый этап - культивирование опухолевых клеток мыши и человека; второй этап - культивирование и дифференцировка ТНР-1 клеток; третий этап - получение первичных макрофагов человека из мононуклеарных клеток периферической крови здоровых доноров и четвертый этап - получение макрофагов из миелоидных клеток-предшественников костного мозга мыши. Заявителем были протестированы эти соединения на мышиных макрофагах, макрофагах, дифференцированных из периферической крови здоровых доноров, марофагальной клеточной линии ТНР1 и нескольких мышиных раковых клетках (первичный KrasG12D/p53-/- рак легких, рак поджелудочной железы KPC - KrasG12D и мутантный р53R172H, и клеточная линия рака молочной железы E0771; человеческие опухолевых клеточные линии (A549, PANC1, NCI-Н69).Further, the applicant has compiled a list of pharmaceuticals (Fig. 6) that could affect mitochondrial function in macrophages with a physiological effect similar to knockout of the Opa1 gene. The applicant selected several pharmacological compounds based on our previous observations and literature search: etomoxir, cyclosporine A, dimethyl fumarate, stavudine, didanosine, rotenone, antimycin A, oligomycin, carbonyl cyanide-p-trifluoromethoxyphenylhydrazone, BPTES and the new Ora1 inhibitor MYLS22. The applicant completed the first stage - culturing mouse and human tumor cells; the second stage is the cultivation and differentiation of THP-1 cells; the third stage is the production of primary human macrophages from peripheral blood mononuclear cells of healthy donors and the fourth stage is the production of macrophages from mouse bone marrow myeloid progenitor cells. The Applicant has tested these compounds on murine macrophages, macrophages differentiated from the peripheral blood of healthy donors, the marophagal cell line THP1 and several murine cancer cells (primary Kras G12D /p53-/- lung cancer, pancreatic cancer KPC - Kras G12D and mutant p53 R172H , and breast cancer cell line E0771; human tumor cell lines (A549, PANC1, NCI-H69).
В результате достигнут заявленный технический результат - выявлена концентрация препарата, которая не является токсичной для клеток (Фиг. 7). As a result, the stated technical result was achieved - a concentration of the drug was identified that is not toxic to cells (Fig. 7).
Пример 4.Example 4. Выполнены исследования, подтверждающие факт того, что отобранные на предыдущем этапе фармацевтические препараты, действительно подавляют поляризацию мышиных макрофагов и макрофагов человека, и как следствие указанного приводят к изменению метаболизма митохондрий.Studies have been carried out confirming the fact that the pharmaceutical drugs selected at the previous stage actually suppress the polarization of mouse macrophages and human macrophages, and as a consequence of this lead to changes in mitochondrial metabolism.
Чтобы объяснить, как именно препараты, нацеленные на метаболизм митохондрий, влияют на функции ТАМs, заявителем выполнены третий этап - получение первичных макрофагов; четвертый этап - получение макрофагов из миелоидных клеток-предшественников костного мозга мыши; протестированы их действие на поляризацию макрофагов, полученных из костного мозга мыши и макрофагов человека, дифференцированных из моноцитов периферической крови; седьмой этап - поляризация первичных макрофагов, полученных из периферической крови; восьмой этап - поляризация мышиных макрофагов; десятый этап - выделение РНК; одиннадцатый этап - получение кДНК; двенадцатый этап - ПЦР реакция в реальном времени по алгоритму, описанному выше. Обработка цитокином IL4 была использована для поляризации макрофагов в подтип M2 (про-туморогенные макрофаги), а комбинация интерферона гамма и липополисахаридов (IFNg- γ и LPS) - для поляризации в противоопухолевый подтип M1. Таким образом, заявителем показано, что все выбранные препараты, вызывающие митохондриальную дисфункцию, предотвращали активацию нескольких M2-подобных маркеров как в макрофагах мыши (Фиг. 8А), так и в макрофагах человека (Фиг. 9А). Важно отметить, что экспрессия маркеров поляризации M1 в макрофагах мыши и человека либо повышалась (TNFa, IL12, GBP6), либо не изменялась (Isg15, IRF1) в ответ на фармакологические соединения, вызывающие митохондриальную дисфункцию (Фиг. 8B и 9B). Однако, были отмечены некоторые различия между препаратами. Тем не менее, олигомицин, ротенон и диданозин, по-видимому, являются наиболее многообещающими препаратами ингибирующие функции опухоль-ассоциированных макрофагов. Наши данные указывают на важность митохондриальных функций для активации проонкогенных ТАМs и доказывают противоопухолевое действия выбранных митохондриальных препаратов. Так, олигомицин, ротенон, диданозин, FCCP и новый синтетический ингибитор Opa1 MYLS22 ингибируют проонкогенную М2-поляризацию ТАМs и не затрагивают противоопухолевую активацию М1 макрофагов, а некоторые вещества даже усиливают экспрессию воспалительных генов TNFa и iNOS2, участвующих в механизмах по подавлению опухоли.To explain exactly how drugs targeting mitochondrial metabolism affect the functions of TAMs, the applicant performed the third stage - obtaining primary macrophages; the fourth stage is the production of macrophages from mouse bone marrow myeloid progenitor cells; their effect on the polarization of macrophages obtained from mouse bone marrow and human macrophages differentiated from peripheral blood monocytes was tested; seventh stage - polarization of primary macrophages obtained from peripheral blood; eighth stage - polarization of mouse macrophages; tenth stage - RNA isolation; eleventh stage - obtaining cDNA; the twelfth stage is a real-time PCR reaction according to the algorithm described above. Treatment with the cytokine IL4 was used to polarize macrophages into the M2 subtype (pro-tumorigenic macrophages), and a combination of interferon gamma and lipopolysaccharides (IFNg-γ and LPS) was used to polarize into the antitumor M1 subtype. Thus, the applicant showed that all selected drugs that cause mitochondrial dysfunction prevented the activation of several M2-like markers in both mouse macrophages (Fig. 8A) and human macrophages (Fig. 9A). Importantly, the expression of M1 polarization markers in mouse and human macrophages was either increased ( TNFa, IL12, GBP6 ) or unchanged ( Isg15, IRF1 ) in response to pharmacological compounds that induce mitochondrial dysfunction (Figures 8B and 9B). However, some differences between the drugs were noted. However, oligomycin, rotenone and didanosine appear to be the most promising drugs in inhibiting the functions of tumor-associated macrophages. Our data indicate the importance of mitochondrial functions for the activation of pro-tumorigenic TAMs and provide evidence for the antitumor effects of selected mitochondrial drugs. Thus, oligomycin, rotenone, didanosine, FCCP and the new synthetic Opa1 inhibitor MYLS22 inhibit the pro-oncogenic M2 polarization of TAMs and do not affect the antitumor activation of M1 macrophages, and some substances even enhance the expression of the inflammatory genes TNFa and iNOS2, which are involved in tumor suppression mechanisms.
В результате достигнут заявленный технический результат - выбранные препараты, вызывающие митохондриальную дисфункцию, предотвращали активацию нескольких M2-подобных маркеров как в макрофагах мыши, так и в макрофагах человека.As a result, the stated technical result was achieved - the selected drugs that cause mitochondrial dysfunction prevented the activation of several M2-like markers in both mouse and human macrophages.
Пример 5. Выполнены исследования, подтверждающие факт того, что отобранные заявителем фармацевтические препараты, изменяющие метаболизм митохондрий, действительно подавляют макрофагальную функцию мышиных макрофагов М2 подтипа, которые поддерживают рост опухолевых клеток. Example 5. Studies have been carried out confirming the fact that the pharmaceutical drugs selected by the applicant that change mitochondrial metabolism actually suppress the macrophage function of murine macrophages of the M2 subtype, which support the growth of tumor cells .
Далее, заявителем протестированы препараты на предмет блокирования функции макрофагов, стимулировать пролиферацию опухолевых клеток in vitro. Заявителем использованы первый этап - метод культивирования клеток рака легкого мыши с мышиными макрофагами, дифференцированными из клеток костного мозга; четвертый этап получение макрофагов из миелоидных клеток-предшественников костного мозга мыши; пятый этап - совместное культивирование мышиных макрофагов и опухолевых клеток в сфероидах по алгоритму, описанному выше. Результаты показали, что циклоспорин А, ротенон и олигомицин, диданозин, антимицин А и FCCP достаточно эффективно ингибировали рост опухолевых клеток в условиях культивирования с макрофагами (Фиг. 10А), но особо не влияли на рост опухолевых клеток, культивируемых без макрофагов. Четыре препарата (этомоксир, диметилфумарат, ставудин и BPTES) не продемонстрировали такого эффекта и были исключены из дальнейших исследований. Концентрации препаратов, использованных в экспериментах по совместному культивированию, не были токсичными для макрофагов, полученных из костного мозга мыши, за исключением циклоспорина А. Поэтому заявитель продолжил тестировать следующие фармацевтические соединения: ротенон, олигомицин; диданозин, антимицин А и FCCP и повторил не менее трех раз эксперимент по совместному культивированию опухолевых клеток с макрофагами в присутствии выбранных препаратов (Фиг.10В). Further, the applicant tested the drugs to block the function of macrophages and stimulate the proliferation of tumor cells in vitro . The applicant used the first stage - a method of culturing mouse lung cancer cells with mouse macrophages differentiated from bone marrow cells; the fourth stage is obtaining macrophages from mouse bone marrow myeloid progenitor cells; the fifth stage is the co-cultivation of mouse macrophages and tumor cells in spheroids according to the algorithm described above. The results showed that cyclosporine A, rotenone and oligomycin, didanosine, antimycin A and FCCP were quite effective in inhibiting the growth of tumor cells when cultured with macrophages (Fig. 10A), but did not particularly affect the growth of tumor cells cultured without macrophages. Four drugs (etomoxir, dimethyl fumarate, stavudine and BPTES) did not demonstrate such an effect and were excluded from further studies. The drug concentrations used in the co-culture experiments were not toxic to mouse bone marrow-derived macrophages, with the exception of cyclosporine A. Therefore, the applicant continued to test the following pharmaceutical compounds: rotenone, oligomycin; didanosine, antimycin A and FCCP and repeated the experiment of co-culturing tumor cells with macrophages in the presence of selected drugs at least three times (Fig. 10B).
В результате достигнут заявленный технический результат - выбранные препараты, вызывающие митохондриальную дисфункцию, ингибировали рост опухолевых клеток в условиях культивирования с макрофагами.As a result, the stated technical result was achieved - the selected drugs that cause mitochondrial dysfunction inhibited the growth of tumor cells under culture conditions with macrophages.
Помимо непосредственного культивирования макрофагов с опухолевыми клетками, заявителем протестирован рост опухолевых клеток в присутствии кондиционной среды, собранной с активированных мышиных макрофагов, предварительно обработанных препаратами, вызывающими митохондриальную дисфункцию. Для этого заявителем были выполнены первый этап - культивирование опухолевых клеток мыши; четвертый этап - получение макрофагов из миелоидных клеток-предшественников костного мозга мыши; шестой этап - мониторинг роста опухолевых клеток в кондиционированных средах из активированных макрофагов по алгоритму, описанному выше. Заявителем включены в анализ две мышиные клеточные линии: рак легкого и рак поджелудочной железы. Результаты оказались сходными с экспериментами при прямом культивировании макрофагов и раковых клеток, за исключением вещества FCCP, которое не показало подавление роста опухолевых клеток (Фиг. 11). Так, препараты диданозин, ротенон и олигомицин являются наиболее перспективными потенциальными противоопухолевыми лекарствами, влияющие на функции макрофагов.In addition to direct cultivation of macrophages with tumor cells, the applicant tested the growth of tumor cells in the presence of conditioned medium collected from activated mouse macrophages pre-treated with drugs that cause mitochondrial dysfunction. To achieve this, the applicant performed the first stage - culturing mouse tumor cells; the fourth stage is the production of macrophages from mouse bone marrow myeloid progenitor cells; the sixth stage is monitoring the growth of tumor cells in conditioned media from activated macrophages according to the algorithm described above. The Applicant included two mouse cell lines in the analysis: lung cancer and pancreatic cancer. The results were similar to experiments with direct cultivation of macrophages and cancer cells, with the exception of the substance FCCP, which did not show inhibition of tumor cell growth (Fig. 11). Thus, the drugs didanosine, rotenone and oligomycin are the most promising potential antitumor drugs that affect the functions of macrophages.
В результате достигнут заявленный технический результат - выбранные препараты, вызывающие митохондриальную дисфункцию, ингибировали рост опухолевых клеток в присутствии кондиционной среды, собранной с активированных мышиных макрофагов, предварительно обработанных препаратами.As a result, the stated technical result was achieved - selected drugs that cause mitochondrial dysfunction inhibited the growth of tumor cells in the presence of a conditioned medium collected from activated mouse macrophages pre-treated with the drugs.
Пример 6. Выполнены исследования, подтверждающие факт того, что отобранные фармацевтические средства, влияющие на митохондриальный метаболизм, блокируют онкогенные свойства макрофаг подобной клеточной линии человека ТНР1.Example 6. Studies have been carried out confirming the fact that selected pharmaceutical agents affecting mitochondrial metabolism block the oncogenic properties of the macrophage-like human cell line THP1.
Чтобы транслировать наши результаты на клетки человека, заявитель использовал моноцитарную клеточную линию THP1 в качестве модели человеческих макрофагов. Заявитель выполнил первый этап - культивирование опухолевых клеток человека; второй этап - культивирование и дифференцировка ТНР-1 клеток; шестой этап - мониторинг роста опухолевых клеток в кондиционированных средах от активированных макрофагов по алгоритму, описанному выше. Шестой этап - совместное культивирование макрофагов и опухолевых клеток в сфероидах не подходит для наших целей из-за высокого процента фагоцитоза у THP1, что будет мешать точной интерпретации данных. To translate our results to human cells, the applicant used the monocytic cell line THP1 as a model of human macrophages. The applicant completed the first stage - culturing human tumor cells; the second stage is the cultivation and differentiation of THP-1 cells; the sixth stage is monitoring the growth of tumor cells in conditioned media from activated macrophages according to the algorithm described above. The sixth stage - co-cultivation of macrophages and tumor cells in spheroids is not suitable for our purposes due to the high percentage of phagocytosis in THP1, which will interfere with accurate interpretation of the data.
В результате достигнут заявленный технический результат - факторы, продуцируемые дифференцированными после обработки PMA макрофагами THP1, усиливали пролиферацию клеток A549 в низко сывороточной среде (Фиг. 12).As a result, the stated technical result was achieved - factors produced by THP1 macrophages differentiated after PMA treatment increased the proliferation of A549 cells in a low serum medium (Fig. 12).
Заявителем был использованы первый этап - культивирование опухолевых клеток человека; второй этап - культивирование и дифференцировка ТНР-1 клеток; шестой этап - мониторинг роста опухолевых клеток в кондиционированных средах от активированных макрофагов; девятый этап - поляризация ТНР-1 клеток по алгоритму, описанному выше, для мониторинга того, как факторы, секретируемые макрофагами, стимулируют пролиферацию раковых клеток человека. Заявителем протестирован набор митохондриальных препаратов, которые заявитель уже опробовали на мышиной системе. Важно отметить, что все четыре препарата - ротенон, диданозин, олигомицин и FCCP, которые ингибировали пролиферацию раковых клеток мыши, также были эффективны в блокировании проонкогенной функции макрофагов THP1 человека (Фиг. 13) по отношению к росту клеток рака легкого человека линии А549 (Фиг. 13А) и линии NCI-H69 (Фиг. 13В). The applicant used the first stage - culturing human tumor cells; the second stage is the cultivation and differentiation of THP-1 cells; sixth stage - monitoring the growth of tumor cells in conditioned media from activated macrophages; the ninth step is the polarization of THP-1 cells according to the algorithm described above to monitor how factors secreted by macrophages stimulate the proliferation of human cancer cells. The applicant has tested a set of mitochondrial drugs that the applicant has already tested in a mouse system. It is important to note that all four drugs - rotenone, didanosine, oligomycin and FCCP, which inhibited the proliferation of mouse cancer cells, were also effective in blocking the pro-tumorigenic function of human THP1 macrophages (Fig. 13) in relation to the growth of human lung cancer cell line A549 (Fig. 13A) and NCI-H69 line (Fig. 13B).
В результате достигнут заявленный технический результат - препараты, вызывающих митохондриальную дисфункцию в макрофагах, ингибировали пролиферацию раковых клеток.As a result, the stated technical result was achieved - drugs that cause mitochondrial dysfunction in macrophages inhibited the proliferation of cancer cells.
Пример 7.Example 7. Выполнены исследования, подтверждающие факт того, что отобранные фармацевтические средства, индуцирующие митохондриальную дисфункцию в первичных макрофагах человека, снижают пролиферацию опухолевых клеток.Studies have been carried out confirming the fact that selected pharmaceutical agents that induce mitochondrial dysfunction in primary human macrophages reduce the proliferation of tumor cells.
Получив убедительные данные по клеточной линии ТНР1, заявитель перешел на первичные макрофаги человека, дифференцированные из моноцитов периферической крови здоровых доноров. Заявитель выполнил первый этап - культивировал опухолевые клетки человека; третий этап - получение первичных макрофагов из мононуклеарных клеток периферической крови здоровых доноров; шестой этап - мониторинг роста опухолевых клеток в кондиционированных средах от активированных макрофагов по алгоритму, описанному выше. Макрофаги дифференцировались в течение девяти дней, после чего, они были активированы кондиционной средой от соответствующих раковых клеток (рак легкого А549 и рак поджелудочной железы Panc1) в присутствии растворителя ДМСО как контроль, или же препаратов, вызывающих митохондриальную дисфункцию. Как и в экспериментах с макрофагами мыши и линией ТНР1, препараты диданозин, олигомицин, ротенон, FCCP, циклоспорин А, а также ингибитор Ора1 MYLS22 значительно подавляли функцию первичных макрофагов человека в поддержании роста опухолевых клеток, как в клетках А549, так и Panc1 (Фиг. 14). Having received convincing data on the THP1 cell line, the applicant switched to primary human macrophages differentiated from peripheral blood monocytes of healthy donors. The applicant completed the first stage - cultured human tumor cells; the third stage - obtaining primary macrophages from peripheral blood mononuclear cells of healthy donors; the sixth stage is monitoring the growth of tumor cells in conditioned media from activated macrophages according to the algorithm described above. Macrophages differentiated for nine days, after which they were activated with conditioned medium from the corresponding cancer cells (A549 lung cancer and Panc1 pancreatic cancer) in the presence of a DMSO solvent as a control, or drugs that cause mitochondrial dysfunction. As in experiments with mouse macrophages and the THP1 line, the drugs didanosine, oligomycin, rotenone, FCCP, cyclosporine A, as well as the Ora1 inhibitor MYLS22 significantly suppressed the function of primary human macrophages in maintaining the growth of tumor cells, both in A549 and Panc1 cells (Fig. . 14).
В результате достигнут заявленный технический результат - препараты, вызывающих митохондриальную дисфункцию в макрофагах, ингибировали пролиферацию раковых клеток.As a result, the stated technical result was achieved - drugs that cause mitochondrial dysfunction in macrophages inhibited the proliferation of cancer cells.
На дату подачи настоящей заявки заявитель не выявил источники, которые бы демонстрировали сходное действие вышеперечисленных препаратов на функции макрофагов, ассоциированных с опухолями. Роль Ора1 в опухоле-ассоциированных макрофагах также не выявлена. При этом выявлено in vitro, что препараты, вызывающие митохондриальную дисфункцию, непосредственно в опухолевых клетках, при использовании в высоких дозах препятствуют их росту [Zamberlan M. et. al. (2022) Inhibition of the mitochondrial protein Opa1 curtails breast cancer growth, Exp Clin Cancer Res., 41(1), 95], [Herkenne S. et. al. (2020) Developmental and Tumor Angiogenesis Requires the Mitochondria-Shaping Protein Opa1, Cell Metab., 31(5), 987-1003]. Эти данные позволяют предположить, что при сочетании действия препаратов в условиях in vivo может наблюдаться усиление в их действии на макрофаги (исследования заявителя) и на опухолевые клетки (публикации). As of the filing date of this application, the applicant has not identified sources that would demonstrate similar effects of the above drugs on the functions of tumor-associated macrophages. The role of Ora1 in tumor-associated macrophages has also not been identified. At the same time, it was revealed in vitro that drugs that cause mitochondrial dysfunction directly in tumor cells, when used in high doses, prevent their growth [Zamberlan M. et. al. (2022) Inhibition of the mitochondrial protein Opa1 curtails breast cancer growth, Exp Clin Cancer Res., 41(1), 95], [Herkenne S. et. al. (2020) Developmental and Tumor Angiogenesis Requires the Mitochondria-Shaping Protein Opa1, Cell Metab., 31(5), 987-1003]. These data suggest that when combining the action of drugs in vivo, an increase in their effect on macrophages (studies by the applicant) and on tumor cells (publications) can be observed.
Таким образом, базируясь на приведенных экспериментальных данных, возможно сделать выводы о том, заявителем достигнут заявленный технический результат, а именно: произведен подбор подходящих лекарств и фармакологических соединений, которые обеспечивают возможность смещения митохондриального метаболизма с окислительного фосфорилирования, свойственного макрофагам М2 типа, в гликолизный тип, характерный для макрофагов М1 типа. Этот подход, по мнению заявителя, является наиболее перспективным способом подавления роста опухолевых клеток у больных онкологическими заболеваниями. Thus, based on the given experimental data, it is possible to draw conclusions that the applicant has achieved the stated technical result, namely: the selection of suitable drugs and pharmacological compounds has been carried out, which provide the opportunity to shift mitochondrial metabolism from oxidative phosphorylation, characteristic of M2 type macrophages, to the glycolytic type, characteristic of M1 type macrophages. This approach, according to the applicant, is the most promising way to suppress the growth of tumor cells in patients with cancer.
Показано, что метаболизм митохондрий в макрофагах регулирует их опухолевые свойства, связанные с изменениями внеклеточных рецепторов (контактов) и с продукцией секретируемых факторов, необходимых для усиленного роста опухолевых клеток. Фармацевтические соединения, вызывающие митохондриальную дисфункцию ТАМs, могут быть использованы в качестве потенциальных противораковых препаратов. Заявителем выявлены и протестированы лекарства и фармакологические вещества диданозин, олигомицин, ротенон, FCCP, циклоспорин А, а также ингибитор Ора1 MYLS22, которые блокируют работу транспортной цепи электронов в макрофагах и значительно снижают их способность индуцировать пролиферацию опухолевых клеток. Заявитель считает, что данные лекарственные препараты можно использовать в доклинических испытаниях как противораковые средства и вещества, влияющие на опухолево-ассоциированные макрофаги. Возможно, эти лекарства и вещества могут быть использованы в комбинации с химиотерапией или иммунной терапией для усиления их терапевтического воздействия на опухоль. В заявленном техническом решении протестированы два типа рака - рак легкого и рак поджелудочной железы. Однако по мнению заявителя эти лекарства и вещества могут быть также эффективны для других типов рака, которые также зависят от функций макрофагов, например, рака молочной железы или рака кишечника.It has been shown that the metabolism of mitochondria in macrophages regulates their tumor properties associated with changes in extracellular receptors (contacts) and the production of secreted factors necessary for enhanced growth of tumor cells. Pharmaceutical compounds that cause mitochondrial dysfunction of TAMs can be used as potential anticancer drugs. The applicant has identified and tested drugs and pharmacological substances didanosine, oligomycin, rotenone, FCCP, cyclosporine A, as well as the Ora1 inhibitor MYLS22, which block the electron transport chain in macrophages and significantly reduce their ability to induce tumor cell proliferation. The applicant believes that these drugs can be used in preclinical trials as anticancer agents and substances affecting tumor-associated macrophages. It is possible that these drugs and substances could be used in combination with chemotherapy or immune therapy to enhance their therapeutic effect on the tumor. The claimed technical solution tested two types of cancer - lung cancer and pancreatic cancer. However, according to the applicant, these drugs and substances may also be effective for other types of cancer that also depend on macrophage function, such as breast cancer or colorectal cancer.
Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна», предъявляемому к изобретениям, так как на дату предоставления заявочных материалов заявителем из исследованного уровня техники не выявлены источники, обладающие совокупностью признаков, идентичными совокупности признаков заявленного технического решения.The claimed technical solution complies with the “novelty” patentability condition imposed on inventions, since as of the date of submission of the application materials by the applicant, no sources were identified from the researched level of technology that have a set of features identical to the set of features of the claimed technical solution.
Заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, так как не является очевидным для специалиста в анализируемой области техники.The claimed technical solution meets the “inventive step” patentability requirement for inventions, since it is not obvious to a specialist in the field of technology being analyzed.
Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям, т.к. может быть осуществлено с использованием стандартного оборудования и известных приемов.The claimed technical solution meets the patentability condition of “industrial applicability” applied to inventions, because can be carried out using standard equipment and known techniques.
Claims (13)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2810558C1 true RU2810558C1 (en) | 2023-12-27 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018149978A1 (en) * | 2017-02-16 | 2018-08-23 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | ALTERNATIVE ACTIVATION OF MACROPHAGES (M2 CELLS) THROUGH THE POLYAMINE-eIF5a-HYPUSINE AXIS |
RU2717024C1 (en) * | 2019-06-17 | 2020-03-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии" | Method for identifying functional m1 and m2 phenotype of human macrophages generated in vitro from blood monocytes |
RU2739572C1 (en) * | 2020-12-06 | 2020-12-25 | Игорь Юрьевич Малышев | Modified anti-inflammatory macrophage, a method for production and use thereof |
US20220087950A1 (en) * | 2020-09-21 | 2022-03-24 | Massachusetts Institute Of Technology | Compounds, targets and pathways for macrophage modulation |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018149978A1 (en) * | 2017-02-16 | 2018-08-23 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | ALTERNATIVE ACTIVATION OF MACROPHAGES (M2 CELLS) THROUGH THE POLYAMINE-eIF5a-HYPUSINE AXIS |
RU2717024C1 (en) * | 2019-06-17 | 2020-03-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии" | Method for identifying functional m1 and m2 phenotype of human macrophages generated in vitro from blood monocytes |
US20220087950A1 (en) * | 2020-09-21 | 2022-03-24 | Massachusetts Institute Of Technology | Compounds, targets and pathways for macrophage modulation |
RU2739572C1 (en) * | 2020-12-06 | 2020-12-25 | Игорь Юрьевич Малышев | Modified anti-inflammatory macrophage, a method for production and use thereof |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ФЕДОРОВ А.А., ЕРМАК Н.А., ГЕРАЩЕНКО Т.С., ТОПОЛЬНИЦКИЙ Е.Б., ШЕФЕР Н.А., РОДИОНОВ Е.О., СТАХЕЕВА М.Н. Поляризация макрофагов: механизмы, маркеры и факторы индукции. Сибирский онкологический журнал. 2022; 21 (4): 124-136. - doi: 10.21294/1814-4861-2022-21-4-124-136. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mafi et al. | mTOR-mediated regulation of immune responses in cancer and tumor microenvironment | |
Liu et al. | Combined niclosamide with cisplatin inhibits epithelial-mesenchymal transition and tumor growth in cisplatin-resistant triple-negative breast cancer | |
Wang et al. | Engineering micro oxygen factories to slow tumour progression via hyperoxic microenvironments | |
JP7044059B2 (en) | Evaluation method of anticancer drug | |
Yu et al. | Resveratrol activates PI3K/AKT to reduce myocardial cell apoptosis and mitochondrial oxidative damage caused by myocardial ischemia/reperfusion injury | |
Shi et al. | Glycolysis inhibition via mTOR suppression is a key step in cardamonin-induced autophagy in SKOV3 cells | |
Chen et al. | Doxorubicin-polyglycerol-nanodiamond conjugates disrupt STAT3/IL-6-mediated reciprocal activation loop between glioblastoma cells and astrocytes | |
Li et al. | Gastrodin protects myocardial cells against hypoxia/reoxygenation injury in neonatal rats by inhibiting cell autophagy through the activation of mTOR signals in PI3K-Akt pathway | |
Yang et al. | Anti-lung cancer activity and inhibitory mechanisms of a novel Calothrixin A derivative | |
Guo et al. | Microvesicles shed from bortezomib-treated or lenalidomide-treated human myeloma cells inhibit angiogenesis in vitro | |
Aggarwal et al. | Cinnamomum zeylanicum extract and its bioactive component cinnamaldehyde show anti-tumor effects via inhibition of multiple cellular pathways | |
Zhao et al. | Sphingadienes show therapeutic efficacy in neuroblastoma in vitro and in vivo by targeting the AKT signaling pathway | |
Ehx et al. | Comprehensive analysis of the immunomodulatory effects of rapamycin on human T cells in graft-versus-host disease prophylaxis | |
Chan et al. | Pancreatic melatonin enhances anti-tumor immunity in pancreatic adenocarcinoma through regulating tumor-associated neutrophils infiltration and NETosis | |
Li et al. | Suppression of osteosarcoma progression by engineered lymphocyte-derived proteomes | |
Li et al. | Osteosarcoma exocytosis of soluble LGALS3BP mediates macrophages toward a tumoricidal phenotype | |
Więcek et al. | The impact of curcumin on the inflammatory profile of SW982 cells in a rheumatoid arthritis model | |
Yu et al. | Colony-stimulating factor-1 receptor inhibition combined with paclitaxel exerts effective antitumor effects in the treatment of ovarian cancer | |
Wei et al. | Propionate promotes ferroptosis and apoptosis through mitophagy and ACSL4-mediated ferroptosis elicits anti-leukemia immunity | |
Baguley | Tumor stem cell niches: a new functional framework for the action of anticancer drugs | |
RU2810558C1 (en) | Method of selecting medicinal products for pharmacological induction of mitochondrial dysfunction in macrophages for antitumor therapy | |
Yu et al. | Evaluating the pro-survival potential of apoptotic bodies derived from 2D-and 3D-cultured adipose stem cells in ischaemic flaps | |
JP2022529949A (en) | Alkyl TPP compounds for mitochondrial targeting and anti-cancer treatment | |
Chai et al. | Elevated exosome-transferrable lncRNA EPB41L4A-AS1 in CD56bright NK cells is responsible for the impaired NK function in neuroblastoma patients by suppressing cell glycolysis | |
Ye et al. | Effects of Ca 2+-activated potassium and inward rectifier potassium channel on the differentiation of endothelial progenitor cells from human peripheral blood |