Репрограммированые in vitro на м3 фенотип макрофаги останавливают рост солидной карциномы in vivo

Анастасия Александровна Раецкая; Сергей Валерьевич Калиш; Светлана Владимировна Лямина; Елена Васильевна Малышева; Ольга Петровна Буданова; Лидия Юрьевна Бахтина; Игорь Юрьевич Малышев

doi:10.25557/0031-2991.2018.01.41-46

Анастасия Александровна Раецкая ФГБОУ ВО «Московский государственный медицинский стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Минздрава России; 127473, г. Москва, Россия, ул. Делегатская, д. 20, стр. 1
Сергей Валерьевич Калиш ФГБОУ ВО «Московский государственный медицинский стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Минздрава России; 127473, г. Москва, Россия, ул. Делегатская, д. 20, стр. 1
Светлана Владимировна Лямина ФГБОУ ВО «Московский государственный медицинский стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Минздрава России; 127473, г. Москва, Россия, ул. Делегатская, д. 20, стр. 1
Елена Васильевна Малышева ФГБОУ ВО «Московский государственный медицинский стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Минздрава России; 127473, г. Москва, Россия, ул. Делегатская, д. 20, стр. 1
Ольга Петровна Буданова ФГБНУ «НИИ общей патологии и патофизиологии»; 125315, г. Москва, ул. Балтийская, д. 8 http://orcid.org/0000-0002-6650-5082
Лидия Юрьевна Бахтина ФГБНУ «НИИ общей патологии и патофизиологии»; 125315, г. Москва, ул. Балтийская, д. 8
Игорь Юрьевич Малышев ФГБОУ ВО «Московский государственный медицинский стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Минздрава России; 127473, г. Москва, Россия, ул. Делегатская, д. 20, стр. 1; ФГБНУ «НИИ общей патологии и патофизиологии»; 125315, г. Москва, ул. Балтийская, д. 8 http://orcid.org/0000-0002-2381-9612

DOI: https://doi.org/10.25557/0031-2991.2018.01.41-46

Ключевые слова: репрограммирование макрофагов, солидная карцинома

Аннотация

Цель исследования. Доказательство гипотезы, что репрограммированные in vitro на М3 фенотип макрофаги при введении в организм будут существенно ограничивать развитие солидной карциномы in vivo. Методика. Рост солидной опухоли инициировали у мышей in vivo путем подкожной инъекции клеток карциномы Эрлиха (КЭ). Инъекцию макрофагов с нативным М0 фенотипом и с репрограммированным M3 фенотипом проводили в область формирования солидной КЭ. Репрограммирование проводили с помощью низких доз сыворотки, блокаторов факторов транскрипции STAT3/6 и SMAD3 и липополисахарида. Использовали две схемы введения макрофагов: раннее и позднее. При раннем введении макрофаги вводили на 1-е, 5-е, 10-е и 15-е сут после инъекции клеток КЭ путем обкалывания макрофагами с четырех сторон область развития опухоли. При позднем введении, макрофаги вводили на 10-е, 15-е, 20-е и 25-е сут. Через 15 и 30 сут после введения клеток КЭ солидную опухоль иссекали и измеряли ее объем. Эффект введения макрофагов оценивали качественно по визуальной и пальпаторной характеристикам солидной опухоли и количественно по изменению ее объема по сравнению с группой без введения макрофагов (контроль). Результаты. Установлено, что M3_-_STAT_3/6-_SMAD₃макрофаги при раннем введении от начала развития опухоли оказывают выраженный антиопухолевый эффект in vivo, который был существенно более выражен, чем при позднем введении макрофагов. Заключение. Установлено, что введение репрограммированных макрофагов M3_{-STAT3/6-SMAD3}ограничивает развитие солидной карциномы в экспериментах in vivo. Противоопухолевый эффект более выражен при раннем введении М3 макрофагов. Обнаруженные в работе факты делают перспективным разработку клинической версии биотехнологии ограничения роста опухоли, путем предварительного программирования антиопухолевого врожденного иммунного ответа «в пробирке».

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Литература

1. Condeelis J., Pollard J.W. Macrophages: obligate partners for tumor cell migration, invasion, and metastasis. Cell. 2006; 124(2): 263-6.
2. Sica A., Schioppa T., Mantovani A., Allavena P. Tumor-associated macrophages are a distinct M2 polarized population promoting tumor progression: potential targets of anti-cancer therapy. European Journal of Cancer. 2006; 42(6): 717-27.
3. Mills C.D., Thomas A.C., Lenz L.L., Munder M. Macrophage: SHIP of Immunity. Frontiers in Immunology. 2014; 5: 620.
4. Mills C.D., Kincaid K., Alt J.M., Heilman M.J., Hill A.M. M-1/M-2 macrophages and the Th1/Th2 paradigm. The Journal of Immunology. 2000; 164(12): 6166-73.
5. Rey-Giraud F., Hafner M., Ries C.H. In vitro generation of monocyte-derived macrophages under serum-free conditions improves their tumor promoting functions. PLoS One. 2012; 7(8): e42656.
6. 6. Gordon S., Taylor P.R. Monocyte and macrophage heterogeneity. Nature Reviews Immunology. 2000; 5: 953-64.
7. 7. Mantovani A., Sozzani S., Locati M., Allavena P., Sica A. Macrophage polarization: tumor-associated macrophages as a paradigm for polarized M2 mononuclear phagocytes. Trends in Immunology. 2002; 23(11): 549-55.
8. Zeini M., Través P.G., López-Fontal R., Pantoja C., Matheu A., Serrano M. et al. Specific contribution of p19 (ARF) to nitric oxide-dependent apoptosis. The Journal of Immunology. 2006; 177(5): 3327-36.
9. Tsung K., Dolan J.P., Tsung Y.L., Norton J.A. Macrophages as effector cells in interleukin 12-induced T cell-dependent tumor rejection. Cancer Research. 2002; 62(17): 5069-75.
10. Ibe S., Qin Z., Schuler T., Preiss S., Blankenstein T. Tumor rejection by disturbing tumor stroma cell interactions. The Journal of Experimental Medicine. 2001; 194(11): 1549-59.
11. Sharma M. Chemokines and their receptors: orchestrating a fine balance between health and disease. Critical Reviews in Biotechnology. 2009; 30(1): 1-22.
12. Dunn G.P., Old L.J., Schreiber R.D. The immunobiology of cancer immunosurveillance and immunoediting. Immunity. 2004; 21(2): 137-48.
13. Khong H.T., Restifo N.P. Natural selection of tumor variants in the generation of "tumor escape" phenotypes. Nature Immunology. 2002; 3(11): 999-1005.
14. Zou W. Regulatory T cells, tumor immunity and immunotherapy. Nature Reviews Immunology. 2006; 6(4): 295-307.
15. Stout R.D., Watkins S.K., Suttles J. Functional plasticity of macrophages: in situ reprogramming of tumor-associated macrophages. Journal of Leukocyte Biology. 2009; 86(5): 1105-9.
16. Malyshev I., Malyshev Yu. Current concept and update of the macrophage plasticity concept: intracellular mechanisms of reprogramming and M3 macrophage “switch” phenotype. BioMed Research International. 2015; 2015: 341308.
17. Gabrilovich D. Mechanisms and functional significance of tumor-induced dendritic-cell defects. Nature Reviews Immunology. 2004; 4 (12): 941-52.
18. Kono Y., Kawakami S., Higuchi Y., Maruyama K., Yamashita F., Hashida M. Antitumor effect of nuclear factor-κB decoy transfer by mannose-modified bubble lipoplex into macrophages in mouse malignant ascites. Cancer Science. 2014; 105(8): 1049-55.
19. Kalish S.V., Lyamina S.V., Usanova E.A., Manukhina E.B., Larionov N.P., Malyshev I.Yu. Macrophages reprogrammed in vitro towards the M1 phenotype and activated with LPS extend lifespan of mice with ehrlich ascites carcinoma. Medical Science Monitor Basic Research. 2015; 21: 226-34.
20. Kalish S., Lyamina S., Manukhina E., Malyshev Y., Raetskaya A., Malyshev I. M3 Macrophages Stop Division of Tumor Cells In Vitro and Extend Survival of Mice with Ehrlich Ascites Carcinoma. Medical science monitor basic research. 2017; 23: 8-19.
21. Cavazzoni E., Bugiantella W., Graziosi L., Franceschini M.S., Donini A. Malignant ascites: pathophysiology and treatment. International Journal of Clinical Oncology. 2013; 18(1): 1-9.
22. Becker G., Galandi D., Blum H.E. Malignant ascites: systematic review and guideline for treatment. European Journal of Cancer. 2006; 42(5): 589-97.
23. Ahmed N., Stenvers K.L. Getting to know ovarian cancer ascites: opportunities for targeted therapy-based translational research. Frontiers in Oncology. 2013; 3: 256.
24. Saif M.W., Siddiqui I.A., Sohail M.A. Management of ascites due to gastrointestinal malignancy. Annals of Saudi Medicine. 2009; 29(5): 369-77.
25. Kono Y., Kawakami S., Higuchi Y., Maruyama K., Yamashita F., Hashida M. Antitumor effect of nuclear factor-κB decoy transfer by mannose-modified bubble lipoplex into macrophages in mouse malignant ascites. Cancer Science. 2014; 105(8): 1049-55.
26. Ray T., Chakrabarti M.K., Pal A. Hemagglutinin protease secreted by V. cholerae induced apoptosis in breast cancer cells by ROS mediated intrinsic pathway and regresses tumor growth in mice model. Apoptosis. 2016; 21(2): 143-54.
27. Zhang X., Goncalves R., Mosser D.M. The Isolation and Characterization of Murine Macrophages. Current Protocols in Immunology. 2008; Chapter 14: Unit 14.1.
28. Martinez F.O., Sica A., Mantovani A., Locati M. Macrophage activation and polarization. Frontiers in Bioscience. 2008; 1(13): 453-61.
29. Peng J., Tsang J.Y., Li D., Niu N., Ho D.H., Lau K.F. et al. Inhibition of TGF-β signaling in combination with TLR7 ligation re-programs a tumoricidal phenotype in tumor-associated macrophages. Cancer Letters. 2013; 331(2): 239-49.
30. Satoh T., Saika T., Ebara S., Kusaka N., Timme T.L., Yang G. et al. Macrophages transduced with an adenoviral vector expressing IL-12 suppress tumor growth and metastasis in a preclinical metastatic prostate cancer model. Cancer Research. 2003; 63(22): 7853-7860.
31. Baay M., Brouwer A., Pauwels P., Peeters M. and Lardon F. Tumor cells and tumor-associated macrophages: secreted proteins as potential targets for therapy. Clinical and Developmental Immunology. 2011; 2011: 565187.
32. Aharinejad S., Abraham D., Paulus P., Abri H., Hofmann M., Grossschmidt K. Colony-stimulating factor-1 antisense treatment suppresses growth of human tumor xenografts in mice. Cancer Research. 2002; 62(18): 5317-24.
33. Malyshev I.Yu. Phenomena and signaling mechanisms reprogramming of macrophages. Patologicheskaya fiziologiya i eksperimental'naya terapiya. 2015; 59(2): 99-111. (in Russian)