CC BY
34
DOI: 10.17650/2313-805X-2022-9-2-111-119
C«D]
В.Г. Исаева, Л.Ю. Гривцова, Л.П. Жовтун, С.М. Самборский, Н.А. Фалалеева
Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба — филиал ФГБУ«Национальный медицинский исследовательский центр радиологии» Минздрава России; Россия, 249036 Обнинск, ул. Маршала Жукова, 10
Контакты: Станислав Михайлович Самборский [email protected]
Введение. Иммунотерапия, входящая в состав комплексной и комбинированной терапии рака, является одним из приоритетных направлений в лечении онкологических больных. Однако эффективность применения иммуноте-
сч сч о сч
сч
Противоопухолевый эффект рекомбинантного интерферона гамма в экспериментальной модели | билатеральной солидной карциномы Эрлиха
о
и
о
ОС <
о ж.
ю
< >
рапевтических препаратов последнего поколения не так высока, а у некоторых больных эффект терапии оказался О кратковременным. Факторами, препятствующими полноценной реализации противоопухолевого эффекта цитоста-тиков и иммунопрепаратов, возможно, являются особенности антигенного состава опухоли, а также ее клеточного ^ и стромального микроокружения. Данные факты способствовали развитию новой стратегии, обозначенной как им- 3 муноредактирование рака посредством воздействия различных биологически активных агентов, способных изменить |_ соотношение организм - опухоль в пользу больного и сделать опухоль доступной для реализации противоопухоле- ® вого воздействия иммунной системы хозяина.
Цель исследования - экспериментальное обоснование разработки новых иммунотерапевтических подходов в лечении агрессивных форм рака.
Материалы и методы. Проведено экспериментальное изучение влияния человеческого рекомбинантного интерферона гамма (^у) на рост карциномы Эрлиха при подкожной билатеральной трансплантации клеток опухоли животным. Трансплантацию карциномы Эрлиха мышам-самцам гибридам F1 (СВАхС57В1.6) проводили подкожным введением 2,0 х 106 опухолевых клеток (7-дневная культура) в 0,1 мл суспензии в область латеральной поверхности правого и левого бедер с имитацией мультицентричного роста.
Результаты. Через сутки после курса введения препарата (6-е сутки роста опухолевых узлов) отмечен эффект подавления роста опухоли по отношению к росту в контрольной группе. Максимальный эффект торможения, со- о ставляющий 19,8 % (р <0,05) роста опухоли, получен через 5 сут после курса препарата (10-е сутки опухолевого ^ роста, правый узел) и 18,5 % (р <0,001) через 9 суток после введения (14-е сутки опухолевого роста, левый узел). зе Заключение. Таким образом, установлен отчетливый, статистически значимый противоопухолевый эффект ш
в отношении опухоли с мультицентричным характером роста. 5
>
Ключевые слова: иммунотерапия, цитокины, интерферон гамма, опухоли с мультицентричным характером роста
Для цитирования: Исаева В.Г., Гривцова Л.Ю., Жовтун Л.П. и др. Противоопухолевый эффект рекомбинантного интерферона гамма в экспериментальной модели билатеральной солидной карциномы Эрлиха. Успехи молекулярной онкологии 2022;9(2):111-9. Э01: 10.10.17650/2313-805Х-2022-9-2-Ш-И9.
в; £
Antitumor effect of recombinant interferon-gamma in an experimental model of Ehrlich's bilateral solid carcinoma.
V.G. Isaeva, L. Y. Grivtsova, L.P. Zhovtun, S.M. Samborsky, N.A. Falaleeva
A. F. Tsyba Medical Radiological Research Center — branch of the National Medical Research Radiological Center, Ministry of Health of Russia; 10Marshala Zhukova St., Obninsk 249036, Russia
Contacts: Stanislav MikhaiLovich Samborsky [email protected]
Introduction. Immunotherapy, which is part of the complex and combined cancer therapy, is one of the priority areas in the treatment of cancer patients. However, the effectiveness of the use of immunotherapeutic drugs of the Latest generation is not so high, and in some patients the effect of therapy was short-Lived. Factors that prevent the full realization of the antitumor effect of cytostatics and immunopreparations may be the features of the antigenic composition of the tumor, as well as its cellular and stromal microenvironment. These facts contributed to the development of a new
сч сч О сч
сч
>-
и о
-J
о и Z
о
ОС <
о ж.
ю
< >
а
<
о m
а. те
> m
О
ж.
U >
strategy, designated as immunoredaction of cancer by exposure to various biologically active agents that can change the body - tumor ratio in favor of the patient and make the tumor available for the implementation of antitumor effects of the host immune system.
The study objective - experimental substantiation of the development of new immunotherapeutic approaches in the treatment of aggressive forms of cancer.
Materials and methods. An experimental study of the effect of human recombinant interferon-gamma (IFNy) on the growth of Ehrlich's carcinoma during subcutaneous bilateral transplantation of tumor cells to animals was carried out. Transplantation of Ehrlich's carcinoma to male F1 hybrids (SWAhC57Bl6) was performed by subcutaneous injection of 2.0 x 106 tumor cells (7-day culture) in 0.1 ml of suspension into the lateral surface of the right and left femur with imitation of multicentric growth.
Results. A day after the course of drug administration (day 6 of tumor node growth), the effect of suppressing tumor growth in relation to growth in the control group was noted. The maximum inhibition effect of 19.8 % (p <0.05) of tumor growth was obtained 5 days after the course of the drug (10 days of tumor growth, right node) and 18.5 % (p <0.001) 9 days after administration (14 days of tumor growth, left node).
Conclusion. Thus, a distinct, statistically significant antitumor effect of IFNy was established in relation to a tumor with a multicentric growth pattern.
Key words: immunotherapy, cytokines, interferon-gamma, tumors with multicentric growth pattern
For citation: Isaeva V.G., Grivtsova L.Y., Zhovtun L.P. et al. Antitumor effect of recombinant interferon-gamma in an experimental model of Ehrlich's bilateral solid carcinoma. Uspekhi molekulyarnoy onkologii = Advances in Molecular Oncology 2022;9(2):111-9. (In Russ.). DOI: 10.10.17650/2313-805X-2022-9-2-111-119.
ВВЕДЕНИЕ
Опухоль — результат сложного механизма взаимодействия генетических и эпигенетических изменений, приводящего к нарушению регуляции межклеточных взаимосвязей и внутриклеточных сигнальных путей. Гетерогенный клеточный состав опухоли и измененное ею микроокружение ограничивают эффективность стандартной химиотерапии из-за внутренней, уже имеющейся или приобретенной, лекарственной устойчивости, а также в связи с подавлением апоп-тоза [1].
Иммунотерапия — одно из приоритетных направлений в лечении онкологических больных, входящее в состав комплексной и комбинированной терапии рака. Однако эффективность применения иммуноте-рапевтических препаратов последнего поколения не так высока, как ожидалось: в 25 % случаев ответа на лечение ингибиторами контрольных точек иммунитета не получено, а у некоторых больных эффект терапии оказался кратковременным, и причины этого до сих пор неизвестны. Факторами, препятствующими полноценной реализации противоопухолевого эффекта цитостатиков и иммунопрепаратов, возможно, являются особенности антигенного состава опухоли, а также ее клеточного и стромального микроокружения. Данные факты способствовали развитию новой стратегии, обозначенной как иммуноредактирование рака посредством воздействия различных биологически активных агентов, способных изменить соотношение организм — опухоль в пользу больного и сделать опухоль доступной для реализации противоопухолевого воздействия иммунной системы хозяина [2].
В одном из недавних исследований показано, что резистентность к иммунотерапии ингибиторами контрольных точек иммунитета объясняется дефектами в сигнале интерферона гамма (INFy) [3].
Интерферон гамма составляет семейство интерфе-ронов 2-го типа и секретируется целым рядом имму-нокомпетентных клеток. Роль ГNFy в модулировании иммунных реакций огромна. В большей степени секреция ГNFy свойственна активированным лимфоцитам: в основном это CD4+ Т-хелперы 1-го типа (ТЫ), CD8+ цитотоксические Т-клетки, у5-Т-клетки, естественные киллеры ^К) и, в меньшей степени, Т-клетки с киллерной функцией ^КТ), В-клетки и антиген-презентирующие клетки. Экспрессия ГNFy индуцируется митогенами и цитокинами, такими как интерлей-кин 12 (ИЛ-12), интерлейкин 15 (ИЛ-15), интерлейкин 18 (ИЛ-18) и интерфероны 1-го типа. Плейотропные функции ГNFy опосредуются клеточно-специфичной экспрессией более 250 ШFy-регулируемых генов, контролирующих сигнальные воспалительные молекулы, апоптоз, регуляторы клеточного цикла и активаторы транскрипции [4—19].
Интерферон гамма может считаться одним из ключевых игроков в иммунном контроле рака, стимулировании противоопухолевого иммунитета и содействии в распознавании и элиминации опухолей [20—26].
Кроме активации антигенпрезентирующих клеток, усиления экспрессии ряда цитокинов (ИЛ-12 и ИЛ-18), приводящих к дифференцировке ТЫ1 в ци-тотоксические лимфоциты, индукции каскада сигналов в Т-клетках для обеспечения их эффекторных функций и активации экспрессии молекул главного комплекса гистосовместимости, т. е. реализации ци-тотоксичности в отношении опухоли, вызывает также регрессию сосудистой системы опухоли. Таким образом, возможно, что замедляет рост опухоли за счет индукции ее ишемии [27, 28].
При физиологических условиях содержание ин-терферонов и 1-го (интерфероны альфа), и 2-го (1ККу) типов жестко контролируется, и их локализация
ограничена тканями. Постоянные уровни эндогенного 1ККу способствуют гомеостазу иммунной системы, сохранению клеточных функций, поддержанию постоянства костно-мозговых ниш стволовых кроветворных клеток и остеогенеза [29—33].
При злокачественных новообразованиях содержание №N7 различно. Так, уровни данного цитокина снижены у больных раком легкого, а гиперметилирование гена-промотора №N7 в CD4+ Т-клетках показывает обратную корреляцию с уровнями цитокина в плазме крови [34].
К сожалению, 1К^-индуцированные сигналы могут оказывать и иммуносупрессивное действие и даже индуцировать эпителиально-мезенхимальный переход (ЭМП). Данный факт установлен на экспериментальной модели папиллярного рака щитовидной железы [35].
Секреция клетками опухолевого микроокружения способствует усилению опухолевого ангиоге-неза, и высокие уровни данного цитокина в циркуляции являются фактором неблагоприятного прогноза, в частности при раке яичников. Повышенная продукция №N7 CD8+ Т-клетками микроокружения может вызывать экспрессию синтазы оксида азота (iNOS) в моноцитарных миелоидно-супрессорных клетках опухолевого микроокружения, тем самым повышая их иммуносупрессорную активность и способствуя росту опухоли [36, 37].
Интерферон гамма, как и все эндогенные цито-кины, обладает плейотропностью биологических эффектов, и данные относительно его влияния на процессы канцерогенеза на первый взгляд противоречивы. Однако необходимо учитывать, что №N7, синтезируемый в организме больного, секретируется трансформированными клетками опухолевого микроокружения.
Таким образом, исследование противоопухолевой активности экзогенного №N7 представляется перспективным для последующей разработки иммуноте-рапевтических стратегий для полной эрадикации рака. При этом критически важной для дальнейшего применения препаратов интерферона у онкологических больных является необходимость изучения его влияния и выявления клеточных мишеней №N7, в первую очередь в тех опухолях, где этот цитокин может оказывать противоопухолевое воздействие.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Работа проведена в рамках государственного задания по разработке иммунотерапевтических подходов у онкологических больных.
Лабораторные животные. Исследования проведены на 20 половозрелых мышах-самцах гибридах F1 (СВАхС57В16), массой 27—29 г (10 животных — контрольная группа, 10 животных — опытная группа). Животные были получены из питомника Научного центра биомедицинских технологий Федерального медико-
биологического агентства России, имели ветеринарный сертификат и прошли 20-суточный карантин в виварии Медицинского радиологического научного центра им. А.Ф. Цыба. Экспериментальные работы выполнены в соответствии с требованиями приказа Минздрава России № 708н от 08.10.2015 г. Животные содержались в пластиковых клетках в условиях естественного освещения и принудительной 16-кратной вентиляции при температуре 18—20 °C и относительной влажности воздуха 40—70 %, на подстилке из про-стерилизованных древесных стружек, со свободным доступом к питьевой воде и стандартному брикетированному корму ПК-120—1 (ООО «Лабораторснаб», Россия). Каждая исследованная группа животных состояла из 10 особей.
Работы с лабораторными животными выполнены в соответствии с общепринятыми этическими нормами на основе стандартных операционных процедур, которые приняты в Медицинском радиологическом научном центре им. А. Ф. Цыба и отвечают правилам Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (ETS № 123).
Опухолевая модель. Исследования проведены на перевиваемой мышиной карциноме Эрлиха. Штамм поддерживался на аутбредных мышах-самцах в виде асцитной карциномы. Трансплантацию солидной карциномы Эрлиха мышам-самцам гибридам F1 (СВАхС57В16), проводили подкожным введением 2,0 х 106 опухолевых клеток (7-дневная культура) в 0,1 мл суспензии в область латеральной поверхности правого и левого бедер с имитацией мультицентричного роста (рис. 1).
Интерферон гамма. В данной экспериментальной работе использован ингарон* — запатентованный препарат (ООО «НПП «Фармаклон», Россия), представляющий собой рекомбинантный IFN7 человека, содержащий в качестве действующего вещества IFN7 человеческий рекомбинантный (100 000 МЕ) и маннит в качестве вспомогательного вещества (14,5 мг) (регистрационный номер ЛС — 000924; международное непатентованное название — интерферон гамма человеческий рекомбинантный).
Ингарон* получают с помощью микробиологического синтеза в рекомбинантном штамме Esherichia coli с последующей очисткой колоночной хроматографией. Интерферон гамма, входящий в состав данного препарата, является измененной молекулой с молекулярной массой 16,9 кДа, состоит из 144 аминокислотных остатков (а. о.), лишен первых трех а. о. — Cys-Tyr-Cys, замененных на Met.
Данный препарат вводили через 3 сут после трансплантации опухолевых клеток в дозе 42 860 МЕ/кг массы тела трехкратно подкожно в область холки животного в объеме 0,1 мл 1 раз в сутки. Контрольным животным по аналогичной схеме и в том же объеме вводили 0,9 % раствор хлорида натрия (физиологический раствор).
сч сч о сч
сч
>-
из о
—I
о и Z
о
ОС <
о ж.
ю
< >
а
<
о
а.
в;
£
о ж.
и >
сч сч О сч
сч
>-
и о
-J
о и Z
о
ОС <
о ж
ю
< >
а
<
о m
а. те
> m
О
ж.
U >
0,1 мл ингарона / 0,1 ml Ingaron
0,1 мл карциномы Эрлиха/ 0.1 ml Ehrlich's carcinoma
3 дня / 3 days
10 СВАхС57В16 - экспериментальная группа / 10 СВАхС57В16 - experimental group
3 дня / 3 days
0,1 мл 0,9 % NaCl / 0,1 ml 0,9 % NaCl
0,1 мл карциномы Эрлиха / 0.1 ml Ehrlich's carcinoma
3 дня / 3 days
10 СВАхС57В16 - контрольная группа / 10 СВАхС57В16 - control group
3 дня / 3 days
Рис. 1. Трансплантация опухолевых клеток карциномы Эрлиха билатерально в область бедра опытным и контрольным мышам и введение через 3 сут опытным особям ингарона, а контрольным — 0,9 % NaCl трехкратно подкожно в область холки
Fig. 1. Transplantation of tumor cells of Ehrlich's carcinoma bilaterally into the thigh area to experimental and control mice and introduction of ingarone to experimental individuals three days later, and 0.9 % NaCl to control subjects three times subcutaneously into the withers
Доза вводимого препарата соответствует суточной терапевтической дозе для человека (500 000 МЕ), пересчитанной на поверхность тела экспериментального животного [38]. Исходя из расчета, доза ингарона на мышь составила 857 МЕ или 1,7 мкл из флакона, содержащего 500 000 МЕ. Для введения препарата в объеме 0,1 мл эту дозу разводили в 59 раз 0,9 % раствором №С1. В связи с этим контрольным животным-опухоленосителям вводили 0,9 % раствор №С1.
Оценка эффектов. Влияние препаратов на опухолевый процесс изучали по динамике роста опухолевых узлов солидной формы карциномы Эрлиха. Для этого на протяжении всего эксперимента у животных измеряли длину и ширину опухолевых узлов на обеих лапах, вычисляя объем опухоли (V) по формуле:
V = (а* х Ь2)/2,
где а — больший; Ь — меньший размер узла.
Процент торможения роста опухоли (ТРО) на правой и левой лапах опытных мышей вычисляли по отношению к росту опухоли на правой или левой лапах контрольных особей по формуле:
ТРО = (V - V)/V X 100 %,
где V, — среднестатистический объем опухоли у контрольных особей; Vq — среднестатистический объем опухоли у опытных животных.
Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью программы Statistika 10.0 (StatSoft, Inc.) с применением методов вариационной статистики. После проверки нормальности распределения вариационных рядов подсчитывали средний показатель и стандартную ошибку среднего (М ± SEM). Групповые сравнения количественных показателей оценивали с использованием параметрических критериев Фишера и Стьюдента и непараметрического U-критерия Манна—Уитни. Различия считались статистически значимыми прир <0,05.
Достоверность основных полученных данных подтверждалась также результатами их воспроизведения в 2 независимых сериях экспериментов.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Результаты исследования показали, что IFNy (Ин-гарон®), введенный животным курсом с 3-х по 6-е
Влияние препарата ингаронR на динамику роста солидной формы карциномы Эрлиха у мышей-самцов гибридов Fl (CBAxC57BL6) Effect ofIngaron" on the dynamics ofgrowth of the solid form of Ehrlich's carcinoma in Fl (CBAxC57BL6) hybrid male mice
Время от 1-го введения препарата, сут Рост Правый узел Л евый узел
опухоли, Right tumor node Left tumor node
сут Tumor Объем опухоли Торможение роста Объем опухоли Торможение роста
Time from the first growth, (M ± m), см3 опухоли, % (M ± m), см3 опухоли, %
injection the drug, days days Tumor volume (M ± m), cm3 Tumor growth inhibition index, % Tumor volume (M ± m), cm3 Tumor growth inhibition index, %
3-и сутки: 3rd day: контрольная группа control group ингарон Ingaron 6 0,58 ± 0,02 0,51 ± 0,01* 13,4 0,60 ± 0,02 0,52 ± 0,01* 13,8
4-е стуки: 4th day: контрольная группа control group ингарон Ingaron 7 0,85 ± 0,04 0,72 ± 0,01* 15,3 0,88 ± 0,05 0,75 ± 0,01* 14,8
7-е сутки: 7th day: контрольная группа control group ингарон Ingaron 10 1,31 ± 0,07 1,05 ± 0,02* 19,8* 1,34 ± 0,03 1,22 ± 0,03* 9,0
9-е сутки: 9th day: контрольная группа control group ингарон Ingaron 12 1,80 ± 0,11 1,63 ± 0,03 9,4 1,92 ± 0,08 1,74 ± 0,02* 9,4
11-е сутки: 11th day: контрольная группа control group ингарон Ingaron 14 2,63 ± 0,11 2,28 ± 0,05* 13,3 2,71 ± 0,11 2,21 ± 0,06* 18,5
15-е сутки: 15th day: контрольная группа control group ингарон Ingaron 18 3,62 ± 0,14 3,17 ± 0,07* 12,4 3,71 ± 0,23 3,47 ± 0,14 6,5
16-е сутки: 16th day: контрольная группа control group ингарон Ingaron 19 4,0 ± 0,18 3,71 ± 0,15 7,3 4,18 ± 0,19 3,63 ± 0,15* 13,2
21-е сутки: 21st day: контрольная группа control group ингарон Ingaron 24 5,41 ± 0,24 5,22 ± 0,29 3,5 5,98 ± 0,28 5,60 ± 0,34 6,4
23-и сутки: 23rd day: контрольная группа control group ингарон Ingaron 26 6,14 ± 0,23 5,64 ± 0,33 8,1 6,47 ± 0,29 6,34 ± 0,44 2,0
СЧ СЧ
о
СЧ
СЧ
>-
(J
о
-J
о и z о
ОС <
о ж
to
LU
и
z <
>
a
<
о m X
о о
X a.
в;
Ii
m
о ж.
и >
сч сч О сч
сч
>-
и о
-J
о и Z
о
ОС <
о ж
ю
< >
а
<
о
а. те
>
О
ж.
и >
сутки опухолевого роста, обладает противоопухолевой активностью. Торможение роста опухоли отмечено с 2-х сторон, однако оно было неравномерным и составило от 13,4 до 19,8 %. Противоопухолевый эффект продолжался с 6-х по 19-е сутки роста опухоли (с 1-х по 14-е сутки после окончания курса введения препарата). Максимальный эффект торможения роста правого опухолевого узла достигнут на 10-е сутки его роста, т. е. через 5 сут после окончания введения препарата, а левого опухолевого узла — на 14-е сутки роста (на 9-е сутки после окончания введения препарата). Торможение роста опухоли правого опухолевого узла составило 19,8 %, а левого — 18,5 % (см. таблицу; рис. 2).
Таким образом, человеческий рекомбинантный IFNy (ингарон8) при введении мышам трехкратно подкожно в область холки в объеме 0,1 мл 1 раз в сутки в дозе 42 860 МЕ/кг с 3-х по 6-е сутки после трансплантации опухолевых клеток карциномы Эрлиха билатерально в область бедра обеих лап обладает противоопухолевой активностью и способен задерживать рост опухоли на ранних стадиях процесса.
ОБСУЖДЕНИЕ
В данном исследовании мы показали, что 3-кратное введение рекомбинантного человеческого IFNy (препарата ингарон8) в дозе 42 860 МЕ/кг замедляет рост билатерально привитой солидной формы карциномы Эрлиха у мышей гибридов F1 (СВАхС57В16). Этот эксперимент прямо свидетельствует о противоопухолевой активности экзогенного IFNy (препарата ингарон8).
Первые сообщения, указывающие на значимость IFNy в противоопухолевом иммунитете, были получены более 25 лет назад в результате исследований с клетками фибросаркомы линии Мет А, характеризующейся отсутствием экспрессии рецептора к IFNy (IFNyR1). В ходе этих экспериментов было установ-
11 сут после 1-й инфузии ингарона / 11 days after first Ingaron infusion
Контроль/ Control
ТРО = 18,5 % / TGI = 18,5 %
Ингарон+ / Ingaron+
»
» «
ТРО = 13,3 % / TGI = 13,3 %
Рис. 2. Торможение роста (ТРО) левого и правого опухолевых узлов у опытных мышей после введения ингарона (14-е сутки роста опухоли) Fig. 2. Inhibition ofgrowth (TRO) of the left and right tumor nodes in experimental mice after ingaron introduction (14th day of tumor growth)
лено, что эндогенный IFNy играет облигатную роль в опосредовании LPS-индуцированного отторжения опухоли. Этот вывод был дополнительно подтвержден исследованиями с использованием 129/SV мышей, нокаутных по рецептору IFNy (IFNy R1) или STAT1, у которых химически индуцированные саркомы развивались быстрее и чаще, чем у мышей дикого типа. Примечательно, что у этих мышей отсутствует также и опухоль-супрессорный белок р53, и скорость образования спонтанных опухолей у них выше в сравнении с IFNy-чувствительными р53-дефицитными мышами [39, 40].
Прямой противоопухолевый эффект IFNy выявлен в нескольких экспериментальных моделях, однако механизмы развития данного эффекта были различными. Так, в клеточных линиях колоректального рака он вызывал ассоциированный с аутофагией апоптоз путем индукции митохондриями активных форм кислорода. В T98G-линии глиобластомы индукция апоп-тоза обусловлена подавлением пути PI3K (фосфоино-зитид-3-киназа) /AKT (протеинкиназа В), а апоптоз другой клеточной линии глиобластомы (U87MG) произошел независимо от сигнального пути PI3K/AKT, посредством активации NF-kB. А в клетках карциномы поджелудочной железы человека IFNy индуцирует апоптоз в каспаза-1-зависимой манере [41—43].
Интерферон гамма может индуцировать активацию некоторых микро-РНК, оказывающих противоопухолевый эффект. Так, на клеточных линиях мела-номы показано, что активация miR-29a/b через STAT1 посредством IFNy приводит к увеличению скорости взаимодействия IFNy с другими молекулами для реализации противоопухолевого эффекта. Так, у мышей, дефицитных одновременно по генам IFNy и грануло-цитарно-макрофагальному колониестимулирующему фактору (ГМ-КСФ), развивались лимфомы и солидные опухоли существенно быстрее, чем у животных, нокаутных только по ГМ-КСФ или IFNy [44, 45].
Однако реакции миелоидных и других кроветворных клеток на IFNy недостаточно для регрессии опухоли, тогда как влияние IFNy на эндотелиальные клетки обеспечивает значимый противоопухолевый эффект. То есть для развития противоопухолевого эффекта недостаточно воздействия IFNy непосредственно на клетки опухоли и опухоль-инфильтрирующие лимфоциты, и необходимо его воздействие и на клетки стромы [46—49].
Клинические исследования показали эффективность IFNy-терапии в комбинации с циклофосфами-дом и цисплатином, обеспечившей существенное увеличение периода выживаемости без прогрессирования при раке яичников [50].
Несмотря на довольно обнадеживающие факты относительно противоопухолевого эффекта IFNy, он до настоящего момента не одобрен Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (Food and Drug Administration, FDA)
для клинического использования при раке, за исключением опухолевого остеопороза. Это объясняется недостаточностью наших знаний относительно механизмов влияния IFNy в той или иной клинической ситуации, а также в связи указанной выше возможностью усиления посредством IFNy способности опухоли к инвазии.
К сожалению, опухоль может избегать воздействия IFNy вследствие утраты экспрессии молекул главного комплекса гистосовместимости класса I (HLA-I) из-за метаболического стресса. Кроме того, IFNy в комбинации с фактором некроза опухоли альфа (ФНОа) индуцирует экспрессию MUC16 — муцина, вовлечен-
ного в канцерогенез при раке молочных желез, яичников и эндометриоидных опухолях [51, 52].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, накоплено много данных относительно роли IFNy в опухолевом канцерогенезе. Несомненно, он может оказывать прямое противоопухолевое воздействие, как показало в том числе и наше исследование. Однако для широкого клинического применения IFNy необходимо дальнейшее экспериментальное изучение механизмов и условий, которые обеспечат максимальный противоопухолевый эффект при минимуме побочных и нежелательных явлений.
ЛИТЕРАТУРА/REFERENCES
сч сч о сч
сч
>-
из о
—I
о и Z
о
ОС <
о ж
ю
1. Tian T., Olson S., Whitacre J.M., Harding A. et al. The origins of cancer robustness and evolvability. Integr Biol (Camb.) 2011;3(1):17-30. DOI: 10.1039/c0ib00046a.
2. Dunn G.P., Koebel C.M., Schreiber R.D. et al. Interferons, immunity and cancer immunoediting. Nat Rev Immunol 2006;6(11):836-48.
DOI: 10.1038/nri1961.
3. Manguso R.T., Pope H.W., Zimmer M.D. et al. In vivo CRISPR screening identifies Ptpn2 as a cancer immunotherapy target. Nature 2017;547(7664):413-8.
DOI: 10.1038/nature23270.
4. Kasahara T., Hooks J.J., Dougherty S.F. et al. Interleukin 2-mediated immune interferon (IFN-gamma) production by human T cells and T cell subsets.
J Immunol 1983;130(4):1784-9.
5. Corthay A., Skovseth D.K., Lundin K.U. et al. Primary antitumor immune response mediated by CD4+ T cells. Immunity 2005;22(3):371-83.
DOI: 10.1016/j.immuni.2005.02.003.
6. Matsushita H., Hosoi A., Ueha S. et al. Cytotoxic T lymphocytes block tumor growth both by lytic activity and IFN gamma-dependent cell-cycle arrest. Cancer Immunol Res 2015;3(1):26—36. DOI: 10.1158/2326-6066. CIR-14-0098.
7. Girardi M., Oppenheim D.E., Steele C.R. et al. Regulation of cutaneous malignancy by gammadelta T cells. Science 2001;294(5542):605-9.
DOI: 10.1126/science.1063916.
8. Gao Y., Yang W., Pan M. et al. Gamma delta T cells provide an early source
of interferon gamma in tumor immunity. J Exp Med 2003;198(3):433-42. DOI: 10.1084/jem.20030584.
9. Ribot J.C., deBarros A., Pang D.J. et al. CD27 is a thymic determinant
of the balance between interferon-gamma-and interleukin 17-producing gamma-delta T cell subsets. Nat Immunol
2009; 10(4):427-36. DOI: 10.1038/ni.1717.
10. Silva-Santos B., Serre K., Norell H. y5 T cells in cancer. Nat Rev Immunol 2015;15(11):683—91.
DOI: 10.1038/nri3904.
11. Yu J., Wei M., Becknell B. et al. Pro- and antiinflammatory cytokine signaling: reciprocal antagonism regulates interferon-gamma production by human natural killer cells. Immunity 2006;24(5):575-90.
DOI: 10.1016/j.immuni.2006.03.016.
12. Keppel M.P., Saucier N., Mah A.Y. et al. Activation-specific metabolic requirements for NK cell IFN-gamma production. J Immunol 2015;194(4):1954-62.
DOI: 10.4049/jimmunol.1402099.
13. Yoshimoto T., Takeda K., Tanaka T. et al. IL-12 up-regulates IL-18 receptor B cells: synergism with IL-18 for IFN-gamma production. J Immunol 1998;161(7):3400-7.
14. Barr T.A., Brown S., Mastroeni P. et al. TLR and B cell receptor signals to B cells differentially program primary
and memory Th1 responses to Salmonella enterica. J Immunol 2010;185(5):2783-9. DOI: 10.4049/jimmunol.1001431.
15. Bao Y., Liu X., Han C. et al. Identification of IFN-gamma-producing innate B cells. Cell Res 2014;24(2):161-76.
DOI: 10.1038/cr.2013.155.
16. Ohteki T., Fukao T., Suzue K. et al. Interleukin 12-dependent interferon gamma production by CD8 alpha+ lymphoid dendritic cells. J Exp Med 1999;189(12):1981-6.
DOI: 10.1084/jem.189.12.1981.
17. Nguyen K.B., Cousens L.P., Doughty L.A. et al. Interferon alpha/beta-mediated inhibition and promotion of interferon gamma: STAT1 resolves a paradox.
Nat Immunol 2000;1(1):70-6. DOI: 10.1038/76940.
18. Matikainen S., Paananen A., Miettinen M. et al. IFN-alpha and IL-18 synergistically
enhance IFN-gamma production in human NK cells: differential regulation of Stat4 activation and IFN-gamma gene expression by IFN-alpha and IL-12. Eur J Immunol 2001;31(7):2236-45.
19. De Veer M.J., Holko M., Frevel M. et al. Functional classification of interferon-stimulated genes identified using microarrays. J Leukoc Biol 2001;69(6):912-20.
20. Shankaran V., Ikeda H., Bruce A.T. et al. IFN-gamma and lymphocytes prevent primary tumour development and shape tumour immunogenicity. Nature 2001;410(6832):1107-11.
DOI: 10.1038/35074122.
21. Wang L., Wang Y., Song Z. et al. Deficiency of interferon-gamma or its receptor promotes colorectal cancer development. J Interferon Cytokine Res 2015;35(4):273-80.
DOI: 10.1089/jir.2014.0132.
22. Kaplan D.H., Shankaran V., Dighe A.S. et al. Demonstration of an interferon gamma-dependent tumor surveillance system in immunocompetent mice. Proc Natl Acad Sci USA 1998;95(13):7556-61. DOI: 10.1073/pnas.95.13.7556.
23. Street S.E., Cretney E., Smyth M.J. Perforin and interferon-gamma activities independently control tumor initiation, growth, and metastasis. Blood 2001;97(1):192-7.
DOI: 10.1182/blood.v97.1.192.
24. Street S.E., Trapani J.A., MacGregor D. et al. Suppression of lymphoma
and epithelial malignancies effected by interferon gamma. J Exp Med 2002;196(1):129-34. DOI: 10.1084/jem.20020063.
25. Enzler T., Gillessen S., Manis J.P. et al. Deficiencies of GM-CSF and interferon gamma link inflammation and cancer.
J Exp Med 2003;197(9):1213-9. DOI: 10.1084/jem.20021258.
26. Mitra-Kaushik S., Harding J., Hess J.
et al. Enhanced tumori-genesis in HTLV-1
< >
a
<
о m
a.
в;
Ii
m
о ж.
и >
сч сч О сч
сч
>-
и о
-J
о и Z
о
ОС <
о ж
ю
< >
а
<
о m
а. те
> m
О
ж.
U >
tax-transgenic mice deficient in interferon-gamma. Blood 2004;104(10):3305-11. DOI: 10.1182/blood-2004-01-0266.
27. Anderson C.C., Bretscher P., Corthay A. et al. Immunological tolerance. Part I
of a Report of a Workshop on foundational concepts of immune regulation. Scand J Immunol 2017;85(2):84-94. DOI: 10.1111/sji.12500.
28. Girardi M., Glusac E., Filler R.B. et al. The distinct contributions of murine T cell receptor (TCR)gammadelta+ and TCRalphabeta+ T cells to different stages of chemically induced skin cancer. J Exp Med 2003;198(5):747-55.
DOI: 10.1084/jem.20021282.
29. Tovey M.G., Streuli M., Gresser I. et al. Interferon messenger RNA is produced constitutively in the organs of normal individuals. Proc Natl Acad Sci USA 1987;84(14):5038-42.
DOI: 10.1073/pnas.84.14.5038.
30. Gattass C.R., King L.B., Luster A.D. et al. Constitutive expression of interferon gamma-inducible protein 10 in lymphoid organs and inducible expression in T cells and thymocytes. J Exp Med 1994;179(4): 1373-8. DOI: 10.1084/jem.179.4.1373.
31. Sercan O., Hammerling G.J., Arnold B. et al. Innate immune cells contribute
to the IFN-gamma-dependent regulation of antigen-specific CD8+ T cell homeostasis. J Immunol 2006;176(2): 735-9. DOI: 10.4049/jimmunol.176.2.735.
32. Baldridge M.T., King K.Y., Boles N.C.
et al. Quiescent haematopoietic stem cells are activated by IFN-gamma in response to chronic infection. Nature 2010;465(7299):793-7. DOI: 10.1038/nature09135.
33. Duque G., Huang D.C., Dion N. et al. Interferon y plays a role in bone formation in vivo and rescues osteoporosis
in ovariectomized mice. J Bone Miner Res 2011;26(7):1472-83. DOI: 10.1002/jbmr.350.
34. Wang F., Xu J., Zhu Q. et al. Downregulation of IFNG in CD4(+) T cells in lung cancer through hyper-methylation: a possible mechanism
of tumor-induced immunosuppression. PLoS One 2013;8(11):e79064. DOI: 10.1371/journal.pone.0079064.
35. Lv N., Gao Y., Guan H. et al. Inflammatory mediators, tumor necrosis
factor-alpha and interferon-gamma, induce EMT in human PTC cell lines. Oncol Lett 2015;10(4):2591-7. DOI: 10.3892/ol.2015.3518.
36. Lu Y., Gu X., Chen L. et al. Interferon-gamma produced by tumor-infiltrating NK cells and CD4+ T cells downregulates TNFSF15 expression in vascular endothelial cells. Angiogenesis 2014;17(3):529-40. DOI: 10.1007/s10456-013-9397-y.
37. Shime H., Maruyama A., Yoshida S. et al. Toll-like receptor 2 ligand and interferon-gamma suppress anti-tumor T cell responses by enhancing the immuno-suppressive activity of monocytic myeloid-derived suppressor cells. Oncoimmunology 2017;7(1):e1373231. DOI: 10.1080/2162402X.2017.1373231.
38. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных веществ. Под ред. Р.У. Хабриева. М., 2005. [Guidelines for conducting preclinical studies of medicinal substances. Ed. by R.U. Khabriev. Moscow, 2005.
(In Russ.)].
39. Dighe A.S., Richards E., Old L.J. et al. Enhanced in vivo growth and resistance to rejection of tumor cells expressing dominant negative IFN gamma receptors. Immunity 1994;1(6):447-56.
DOI: 10.1016/1074-7613(94)90087-6.
40. Kaplan D.H., Shankaran V., Dighe A.S. et al. Demonstration of an interferon gamma-dependent tumor surveillance system in immunocompetent mice. Proc Natl Acad Sci USA 1998;95(13):7556-61. DOI: 10.1073/pnas.95.13.7556.
41. Wang Q.S., Shen S.Q., Sun H.W. et al. Interferon-gamma induces autophagy-associated apoptosis through induction of cPLA2-dependent mitochondrial ROS generation in colorectal cancer cells. Biochem Biophys Res Commun 2018;498(4):1058-65.
DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.03.118.
42. Zhang R., Banik N.L., Ray S.K. Combination of all-trans retinoic acid and interferon-gamma suppressed PI3K/Akt survival pathway in glioblastoma T98G cells whereas NF-kappaB survival signaling in glioblastoma cells
for induction of apoptosis. Neurochem Res 2007;32(12):2194-202. DOI: 10.1007/s11064-007-9417-7.
43. Detjen K.M., Farwig K., Welzel M. et al. Interferon gamma inhibits growth
of human pancreatic carcinoma cells via caspase-1 dependent induction of apoptosis. Gut 2001;49(2):251-62. DOI: 10.1136/gut.49.2.251.
44. Schmitt M.J., Philippidou D., Reinsbach S.E. et al. Interferon-y-induced activation of Signal Transducer and Activator of Transcription 1 (STAT1) up-regulates the tumor suppressing microRNA-29 family in melanoma cells. Cell Commun Signal 2012;10(1):41. DOI: 10.1186/1478-811X-10-41.
45. Enzler T., Gillessen S., Manis J.P. et al. Deficiencies of GM-CSF and interferon gamma link inflammation and cancer.
J Exp Med 2003;197(9):1213-9. DOI: 10.1084/jem.20021258.
46. Braumüller H., Wieder T., Brenner E. et al. T-helper-1-cell cytokines drive cancer into senescence. Nature 2013;494(7437):361-5. DOI: 10.1038/nature11824.
47. Zhang B., Karrison T., Rowley D.A. et al. IFNy - and TNF-dependent bystander eradication of antigen-loss variants
in established mouse cancers. J Clin Invest
2008;118(4):1398-404.
DOI: 10.1172/JCI33522.
48. Listopad J., Kammertoens T., Anders K. et al. Fas expression by tumor stroma is required for cancer eradication. Proc Natl Acad Sci USA 2013;110(6):2276-81. DOI: 10.1073/pnas.1218295110.
49. Kammertoens T., Friese C., Arina A. et al. Tumour ischaemia by interferon-gamma resembles physiological blood vessel regression. Nature 2017;545(7652):98-102. DOI: 10.1038/nature22311.
50. Windbichler G.H., Hausmaninger H., Stummvoll W. et al. Interferon-gamma in the first-line therapy of ovarian cancer: a randomized phase III trial. Br J Cancer 2000;82(6):1138-44.
DOI: 10.1054/bjoc.1999.1053.
51. Marijt K.A., Sluijter M., Blijleven L. et al. Metabolic stress in cancer cells induces immune escape through a PI3K-depen-dent blockade of IFNy receptor signaling. J Immunother Cancer 2019;7(1):152. DOI: 10.1186/s40425-019-0627-8.
52. Morgado M., Sutton M.N., Simmons M. et al. Tumor necrosis factor-alpha and interferon-gamma stimulate MUC16 (CA125) expression in breast, endometrial and ovarian cancers through NFkappaB. Oncotarget 2016;7(12):14871-84.
DOI: 10.18632/oncotarget.7652.
Вклад авторов
B.Г. Исаева: проведение экспериментов и оценка результатов;
Л.Ю. Гривцова: разработка концепции исследования, анализ данных, написание текста статьи; Л.П. Жовтун: проведение экспериментов;
C.М. Самборский: проведение экспериментов, редактирование статьи; Н.А. Фалалеева: научное консультирование.
Authors' contributions CJ
V.G. Isaeva: conducting experiments and evaluating the results; ^
L.Y. Grivtsova: development of the research concept, data analysis, writing the text of the article; ® L.P. Zhovtun: conducting experiments;
S.M. Samborsky: conducting experiments, article editing; *
N.A. Falaleeva: scientific advice. ^
ORCID авторов / ORCID of authors yj
B.Г. Исаева / V.G. Isaeva: https://orcid.org/0000-0003-0599-0691 О Л.Ю. Гривцова / L.Y. Grivtsova: https://orcid.org/0000-0001-9103-9688 ^ Л.П. Жовтун / L.P. Zhovtun: https://orcid.org/0000-0002-2166-6608 tJ
C.М. Самборский / S.M. Samborskiy: https://orcid.org/0000-0003-3095-4158 ^ Н.А. Фалалеева / N.A. Falaleeva: https://orcid.org/0000-0002-0023-4216 Q£
<t
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
ш
—I
Финансирование. Работа выполнена без спонсорской поддержки. О
Financing. The work was performed without external funding. Ж
Z
Соблюдение правил биоэтики
Протокол исследования одобрен комитетом по биомедицинской этике Медицинского радиологического научного центра им. А.Ф. Цыба — филиала ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии» Минздрава России.
Исследование выполнено в соответствии с этическими нормами обращения с животными, принятыми Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для исследовательских и иных научных целей. q Compliance with principles of bioethics < The study protocol was approved by the biomedical ethics committee of A.F. Tsyba Medical Radiological Research Center — branch of the National Medical Research Radiological Center, Ministry of Health of Russia.
The study was performed in accordance with the ethical standards for the treatment of animals adopted by the European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for research and other scientific purposes. i_
О те о ы
а.
в;
о ж
и >
Статья поступила: 04.02.2022. Принята к публикации: 27.05.2022. Article submitted: 04.02.2022. Accepted for publication: 27.05.2022.
