Иммуногенный ферроптоз защищает от развития опухолевого роста
- Авторы: Савюк М.О.1,2, Турубанова В.Д.1,2, Ефимова Ю.В.1, Мищенко Т.А.2, Ведунова М.В.2, Крысько Д.В.1
-
Учреждения:
- Гентский университет
- Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
- Выпуск: Том 18, № 4 (2023)
- Страницы: 550-553
- Раздел: Материалы конференции
- URL: https://bakhtiniada.ru/2313-1829/article/view/256268
- DOI: https://doi.org/10.17816/gc623271
- ID: 256268
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Иммунотерапия стала независимой и эффективной противоопухолевой стратегией наряду с хирургией, лучевой терапией и химиотерапией [1]. Иммуногенная гибель клеток (ICD) была признана решающим фактором, определяющим эффективность терапии рака [2]. Концепция ICD сочетает способность эффективно уничтожать раковые клетки с активацией иммунного ответа, специфичного для раковых клеток и приводящего к сильному и длительному противораковому иммунитету. Агенты, индуцирующие ICD, вызывают активацию опасного пути, включающего выброс медиаторов ICD, известных как молекулярные паттерны, связанные с повреждением (DAMPs). DAMPs составляют семейство эндогенных молекул, которые приобретают иммуностимулирующие свойства при воздействии на внешнюю клеточную мембрану или при высвобождении во внеклеточный матрикс определённым пространственно-временным образом. Они включают АТФ, ядерный белок HMGB1, кальретикулин (CRT) и провоспалительные цитокины, такие как интерфероны типа I (IFN) [3].
Первоначально концепция ICD была описана для раковых клеток, подвергающихся апоптозу, но она была расширена и дополнена другими типами клеточной смерти, такими как некроптоз, пирроптоз, ферроптоз, нетоз и др. [4]. Ферроптоз — это регулируемая железозависимая форма клеточной смерти, характеризующаяся накоплением активных форм кислорода в клетке.
В этом исследовании мы оценили иммуногенность ферроптотических раковых клеток in vitro и проверили их потенциал в качестве альтернативного подхода к иммунотерапии рака.
Смерть клеток глиомы GL261 и фибросаркомы MCA205 была вызвана с использованием одного из хорошо изученных индукторов ферроптоза RSL3 (RAS-Selective Lethal 3). Через 24 часа после стимуляции RSL3 80% клеток GL261 и 90% клеток MCA205 были дважды положительными при окрашивании аннексином V/Sytox Blue и находились на поздней стадии ферроптоза. Через 3 часа после стимуляции RSL3 50% клеток GL261 и 45% клеток MCA205 были дважды положительными при окрашивании аннексином V/Sytox Blue. Мы оценили иммуногенные характеристики ранних и поздних ферроптотических клеток in vitro (то есть через 3 или 24 часа после стимуляции RSL3). Для этого мы сравнили фенотип дендритных клеток (BMDC), подвергшихся воздействию поздних ферроптотических клеток, с BMDC, подвергшихся воздействию жизнеспособных раковых клеток. В качестве положительного контроля мы индуцировали иммуногенный апоптоз, обрабатывая клетки MTX, в качестве второго положительного контроля использовался LPS. Поздние ферроптотические клетки МСА 205 не индуцировали фенотипического созревания BMDC, на что указывает отсутствие поверхностной активации костимулирующих молекул CD86, CD80 и MHCII. Ранние ферроптотические клетки глиомы GL261 индуцировали менее выраженный фенотипический ответ по сравнению с клетками МСА205. Тем не менее наблюдалось уменьшение способности к активации дендритных клеток для поздних ферроптотических клеток, для глиомы тоже.
Чтобы проверить способность ранних ферроптотических раковых клеток активировать адаптивную иммунную систему, мы воспользовались общепринятой моделью профилактической вакцинации опухоли у иммунокомпетентных мышей C57BL/6 J. Мы иммунизировали мышей C57BL/6 J клетками MCA205 с ранним или поздним ферроптозом. В качестве отрицательного контроля мы использовали PBS или клетки, подвергнутые спонтанному некрозу. Затем иммунизированных мышей заражали жизнеспособными опухолевыми клетками MCA205. Защита от роста опухоли в месте заражения интерпретировалась как признак успешного запуска адаптивной иммунной системы. Мыши, иммунизированные клетками MCA205 с поздним ферроптозом (индукция RSL3 в течение 24 часов), оставались значительно менее свободными от опухолей в месте заражения, что указывает на то, что клетки с поздним ферроптозом не являются иммуногенными in vivo, подтверждая наши первоначальные наблюдения in vitro.
Ключевые слова
Полный текст
Иммунотерапия стала независимой и эффективной противоопухолевой стратегией наряду с хирургией, лучевой терапией и химиотерапией [1]. Иммуногенная гибель клеток (ICD) была признана решающим фактором, определяющим эффективность терапии рака [2]. Концепция ICD сочетает способность эффективно уничтожать раковые клетки с активацией иммунного ответа, специфичного для раковых клеток и приводящего к сильному и длительному противораковому иммунитету. Агенты, индуцирующие ICD, вызывают активацию опасного пути, включающего выброс медиаторов ICD, известных как молекулярные паттерны, связанные с повреждением (DAMPs). DAMPs составляют семейство эндогенных молекул, которые приобретают иммуностимулирующие свойства при воздействии на внешнюю клеточную мембрану или при высвобождении во внеклеточный матрикс определённым пространственно-временным образом. Они включают АТФ, ядерный белок HMGB1, кальретикулин (CRT) и провоспалительные цитокины, такие как интерфероны типа I (IFN) [3].
Первоначально концепция ICD была описана для раковых клеток, подвергающихся апоптозу, но она была расширена и дополнена другими типами клеточной смерти, такими как некроптоз, пирроптоз, ферроптоз, нетоз и др. [4]. Ферроптоз — это регулируемая железозависимая форма клеточной смерти, характеризующаяся накоплением активных форм кислорода в клетке.
В этом исследовании мы оценили иммуногенность ферроптотических раковых клеток in vitro и проверили их потенциал в качестве альтернативного подхода к иммунотерапии рака.
Смерть клеток глиомы GL261 и фибросаркомы MCA205 была вызвана с использованием одного из хорошо изученных индукторов ферроптоза RSL3 (RAS-Selective Lethal 3). Через 24 часа после стимуляции RSL3 80% клеток GL261 и 90% клеток MCA205 были дважды положительными при окрашивании аннексином V/Sytox Blue и находились на поздней стадии ферроптоза. Через 3 часа после стимуляции RSL3 50% клеток GL261 и 45% клеток MCA205 были дважды положительными при окрашивании аннексином V/Sytox Blue. Мы оценили иммуногенные характеристики ранних и поздних ферроптотических клеток in vitro (то есть через 3 или 24 часа после стимуляции RSL3). Для этого мы сравнили фенотип дендритных клеток (BMDC), подвергшихся воздействию поздних ферроптотических клеток, с BMDC, подвергшихся воздействию жизнеспособных раковых клеток. В качестве положительного контроля мы индуцировали иммуногенный апоптоз, обрабатывая клетки MTX, в качестве второго положительного контроля использовался LPS. Поздние ферроптотические клетки МСА 205 не индуцировали фенотипического созревания BMDC, на что указывает отсутствие поверхностной активации костимулирующих молекул CD86, CD80 и MHCII. Ранние ферроптотические клетки глиомы GL261 индуцировали менее выраженный фенотипический ответ по сравнению с клетками МСА205. Тем не менее наблюдалось уменьшение способности к активации дендритных клеток для поздних ферроптотических клеток, для глиомы тоже.
Чтобы проверить способность ранних ферроптотических раковых клеток активировать адаптивную иммунную систему, мы воспользовались общепринятой моделью профилактической вакцинации опухоли у иммунокомпетентных мышей C57BL/6 J. Мы иммунизировали мышей C57BL/6 J клетками MCA205 с ранним или поздним ферроптозом. В качестве отрицательного контроля мы использовали PBS или клетки, подвергнутые спонтанному некрозу. Затем иммунизированных мышей заражали жизнеспособными опухолевыми клетками MCA205. Защита от роста опухоли в месте заражения интерпретировалась как признак успешного запуска адаптивной иммунной системы. Мыши, иммунизированные клетками MCA205 с поздним ферроптозом (индукция RSL3 в течение 24 часов), оставались значительно менее свободными от опухолей в месте заражения, что указывает на то, что клетки с поздним ферроптозом не являются иммуногенными in vivo, подтверждая наши первоначальные наблюдения in vitro.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Источник финансирования. Работа была выполнена при поддержке проекта РНФ № 22-15-00376.
Об авторах
М. О. Савюк
Гентский университет; Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Автор, ответственный за переписку.
Email: mariia.saviuk@ugent.be
Бельгия, Гент; Нижний Новгород, Российская Федерация
В. Д. Турубанова
Гентский университет; Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Email: mariia.saviuk@ugent.be
Бельгия, Гент; Нижний Новгород, Российская Федерация
Ю. В. Ефимова
Гентский университет
Email: mariia.saviuk@ugent.be
Бельгия, Гент
Т. А. Мищенко
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Email: mariia.saviuk@ugent.be
Россия, Нижний Новгород
М. В. Ведунова
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Email: mariia.saviuk@ugent.be
Россия, Нижний Новгород
Д. В. Крысько
Гентский университет
Email: mariia.saviuk@ugent.be
Бельгия, Гент
Список литературы
- Goldberg M.S. Improving cancer immunotherapy through nanotechnology // Nature Reviews Cancer. 2019. Vol. 19, N 10. P. 587–602. doi: 10.1038/s41568-019-0186-9
- Kepp O., Senovilla L., Vitale I., et. al. Consensus guidelines for the detection of immunogenic cell death // Oncoimmunology. 2014. Vol. 3, N 9. P. e955691. doi: 10.4161/21624011.2014.955691
- Ghiringhelli F., Apetoh L., Tesniere A., et. al. Activation of the NLRP3 inflammasome in dendritic cells induces IL-1beta-dependent adaptive immunity against tumors // Nature Medicine. 2009. Vol. 15, N 10. P. 1170–1178. doi: 10.1038/nm.2028
- Obeid M., Panaretakis T., Joza N., et. al. Calreticulin exposure is required for the immunogenicity of gamma-irradiation and UVC light-induced apoptosis // Cell Death & Differentiation. 2007. Vol. 14, N 10. P. 1848-1850. doi: 10.1038/sj.cdd.4402201
Дополнительные файлы
