Исследование особенностей иммуногенной клеточной смерти, опосредованной фотодинамическим воздействием с применением фотосенсибилизатора из группы тетра(арил)тетрацианофорфиразинов с 9-фенантренилом в качестве бокового заместителя
- Авторы: Слепцова Е.Е.1, Редькин Т.С.1, Савюк М.О.1,2, Кондакова Е.В.1, Ведунова М.В.1, Турубанова В.Д.1, Крысько Д.В.1,2,3
-
Учреждения:
- Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
- Гентский университет
- Институт исследований рака
- Выпуск: Том 18, № 4 (2023)
- Страницы: 562-565
- Раздел: Материалы конференции
- URL: https://journal-vniispk.ru/2313-1829/article/view/256271
- DOI: https://doi.org/10.17816/gc623304
- ID: 256271
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
На сегодняшний день концепция иммуногенной клеточной смерти подразумевает гибель опухолевых клеток, которая ведёт за собой активацию адаптивного иммунного ответа in vivo. Такая смерть обеспечивается двумя ключевыми компонентами: антигенностью и адъювантностью умирающих клеток. Адъювантность реализуется при испускании молекул DAMPs, которые распознаются рецепторами антигенпрезентирующих дендритных клеток (ДК) и приводят к фагоцитозу и созреванию ДК. Они презентируют антигенны погибших клеток на своей поверхности Т-клеточной популяции. Антигенность — это возможность сформировать адаптивный иммунитет при вакцинации умирающими клетками на специфический опухолевый паттерн (антиген).
На сегодняшний день фотодинамическую терапию (ФДТ) выделяют в качестве одного из эффективных индукторов иммуногенной гибели клеток. В работе проводили исследование способности ФДТ с применением тетрацианотетра(арил)порфиразинового красителя с 9-фенантренильной группой на периферии порфиразинового макроцикла (pz I) в качестве фотосенсибилизатора запускать иммуногенную клеточную смерть опухолевых клеток. Работы проводились на двух клеточных линиях — мышинной фибросаркомы MCA205 и мышинной глиомы GL261.
Для фотоиндукции клетки загружались фотосенсибилизатором в течение 4 часов. После этого среда заменялась на полную, и клетки подвергались облучению световой дозой 20 Дж/см с использованием светодиодного источника света (λex 615–635 нм). Во всех последующих работах использовали клетки, инкубируемые 24 часа после фотоиндукции.
Для обеих клеточных линий была подобрана концентрация фотосенсибилизатора, соответсвующая 85–90% мёртвых и умирающих клеток через 24 часа после фотоиндукции, что является «золотым стандартом» иммуногенной клеточной гибели.
Для доказательства адъювантности анализировали уровень выброса АТФ и HMGB1 во внеклеточную среду. Уровень АТФ во внеклеточной среде через 24 часа после фотодинамического воздействия многократно превышал значения этого показателя контрольной группы «до ФДТ» для обеих клеточных линий. Аналогичные результаты были показаны при оценке выброса HMGB1.
На следующем этапе исследовали способность ФДТ-убитых клеток индуцировать стойкий иммунный ответ. Мышей линии C57BL/6J единоразово или дважды с разницей в неделю иммунизировали умирающими клетками фибросаркомы MCA205 или глиомы GL261, подвергшимся фотоиндукции с применением pz I. Через 7 дней после последней вакцинации в противоположный бок мышам подкожно вводили жизнеспособные клетки опухолевой клеточной линии.
В случае модели опухоли фибросаркомы MCA205 к 25 дню эксперимента у 90% животных отсутствовал опухолевый очаг. В группе контроля «PBS» (мыши, получившие в качестве иммунизации физиологический раствор) все лабораторные животные имели опухоль к 12 дню наблюдений и полностью погибли к 16 дню. При этом на 16 день эксперимента объём опухолей у контрольной группы в два раза превышал объём опухолей на 25 день эксперимента в группе «pz I».
В случае иммунизации умирающими клетками глиомы GL261 опухолевый очаг в группе «pz I» к 30 дню эксперимента отсутствовал у 90% лабораторных животных, а объём прививаемой опухоли у группы иммунизированных ФДТ-убитыми клетками был в 10 раз меньше объёма опухоли в контрольной группе «PBS».
Для оценки роли адаптивного иммунитета в реализации противоопухолевого эффекта умирающих ФДТ-индуцированных клеток была проведена иммунизация бестимусных мышей линии Nude. Динамика появления опухолевых очагов и их размеры были схожими и для экспериментальных, и для контрольных групп. Таким образом было показано, что Т-клеточное звено критически важно для формирования противоопухолевого ответа в этой модели, то есть невозможность Т-клеточных популяций в участии адаптивных иммунных реакций приводит к развитию патологического процесса даже при стимулировании иммунитета. Проведение вакцинации фотоиндуцированными клетками фибросаркомы МСА205 иммунодефицитных мышей линии Nude подтвердило значимый вклад адаптивной иммунной системы в реализации противоопухолевого ответа.
Ключевые слова
Полный текст
На сегодняшний день концепция иммуногенной клеточной смерти подразумевает гибель опухолевых клеток, которая ведёт за собой активацию адаптивного иммунного ответа in vivo. Такая смерть обеспечивается двумя ключевыми компонентами: антигенностью и адъювантностью умирающих клеток. Адъювантность реализуется при испускании молекул DAMPs, которые распознаются рецепторами антигенпрезентирующих дендритных клеток (ДК) и приводят к фагоцитозу и созреванию ДК. Они презентируют антигенны погибших клеток на своей поверхности Т-клеточной популяции. Антигенность — это возможность сформировать адаптивный иммунитет при вакцинации умирающими клетками на специфический опухолевый паттерн (антиген).
На сегодняшний день фотодинамическую терапию (ФДТ) выделяют в качестве одного из эффективных индукторов иммуногенной гибели клеток. В работе проводили исследование способности ФДТ с применением тетрацианотетра(арил)порфиразинового красителя с 9-фенантренильной группой на периферии порфиразинового макроцикла (pz I) в качестве фотосенсибилизатора запускать иммуногенную клеточную смерть опухолевых клеток. Работы проводились на двух клеточных линиях — мышинной фибросаркомы MCA205 и мышинной глиомы GL261.
Для фотоиндукции клетки загружались фотосенсибилизатором в течение 4 часов. После этого среда заменялась на полную, и клетки подвергались облучению световой дозой 20 Дж/см с использованием светодиодного источника света (λex 615–635 нм). Во всех последующих работах использовали клетки, инкубируемые 24 часа после фотоиндукции.
Для обеих клеточных линий была подобрана концентрация фотосенсибилизатора, соответсвующая 85–90% мёртвых и умирающих клеток через 24 часа после фотоиндукции, что является «золотым стандартом» иммуногенной клеточной гибели.
Для доказательства адъювантности анализировали уровень выброса АТФ и HMGB1 во внеклеточную среду. Уровень АТФ во внеклеточной среде через 24 часа после фотодинамического воздействия многократно превышал значения этого показателя контрольной группы «до ФДТ» для обеих клеточных линий. Аналогичные результаты были показаны при оценке выброса HMGB1.
На следующем этапе исследовали способность ФДТ-убитых клеток индуцировать стойкий иммунный ответ. Мышей линии C57BL/6J единоразово или дважды с разницей в неделю иммунизировали умирающими клетками фибросаркомы MCA205 или глиомы GL261, подвергшимся фотоиндукции с применением pz I. Через 7 дней после последней вакцинации в противоположный бок мышам подкожно вводили жизнеспособные клетки опухолевой клеточной линии.
В случае модели опухоли фибросаркомы MCA205 к 25 дню эксперимента у 90% животных отсутствовал опухолевый очаг. В группе контроля «PBS» (мыши, получившие в качестве иммунизации физиологический раствор) все лабораторные животные имели опухоль к 12 дню наблюдений и полностью погибли к 16 дню. При этом на 16 день эксперимента объём опухолей у контрольной группы в два раза превышал объём опухолей на 25 день эксперимента в группе «pz I».
В случае иммунизации умирающими клетками глиомы GL261 опухолевый очаг в группе «pz I» к 30 дню эксперимента отсутствовал у 90% лабораторных животных, а объём прививаемой опухоли у группы иммунизированных ФДТ-убитыми клетками был в 10 раз меньше объёма опухоли в контрольной группе «PBS».
Для оценки роли адаптивного иммунитета в реализации противоопухолевого эффекта умирающих ФДТ-индуцированных клеток была проведена иммунизация бестимусных мышей линии Nude. Динамика появления опухолевых очагов и их размеры были схожими и для экспериментальных, и для контрольных групп. Таким образом было показано, что Т-клеточное звено критически важно для формирования противоопухолевого ответа в этой модели, то есть невозможность Т-клеточных популяций в участии адаптивных иммунных реакций приводит к развитию патологического процесса даже при стимулировании иммунитета. Проведение вакцинации фотоиндуцированными клетками фибросаркомы МСА205 иммунодефицитных мышей линии Nude подтвердило значимый вклад адаптивной иммунной системы в реализации противоопухолевого ответа.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Источник финансирования. Исследование выполнено за счёт гранта Российского научного фонда № 22-25-00716, https://rscf.ru/project/22-25-00716/
Об авторах
Е. Е. Слепцова
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Автор, ответственный за переписку.
Email: ees222@list.ru
Россия, Нижний Новгород
Т. С. Редькин
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Email: ees222@list.ru
Россия, Нижний Новгород
М. О. Савюк
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского; Гентский университет
Email: ees222@list.ru
Россия, Нижний Новгород; Гент, Бельгия
Е. В. Кондакова
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Email: ees222@list.ru
Россия, Нижний Новгород
М. В. Ведунова
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Email: ees222@list.ru
Россия, Нижний Новгород
В. Д. Турубанова
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Email: ees222@list.ru
Россия, Нижний Новгород
Д. В. Крысько
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского; Гентский университет; Институт исследований рака
Email: ees222@list.ru
Россия, Нижний Новгород; Гент, Бельгия; Гент, Бельгия
Список литературы
Дополнительные файлы
