ВПЛИВ МЕТАБОЛІТІВ B. ANIMALIS ТА B. SUBTILIS ІМВ B-7724 НА ПОЛЯРИЗАЦІЙНИЙ СТАН МАКРОФАГІВ В ДОСЛІДЖЕННЯХ IN VIVO
DOI:
https://doi.org/10.15407/oncology.2024.04.267Ключові слова:
аденокарцинома Ерліха, лектин B. subtilis IMB B-7724, B. animalis subsp. lactis BB-12, макрофаги, функціональна активність.Анотація
Мета: вивчення впливу бактерій роду Bifidobacterium та позаклітинного метаболіту B. subtilis ІМВ B-7724 на процес поляризації макрофагів мишей з модельним пухлинним процесом. Об’єкт і методи: дослідження проведені на мишах лінії Balb/c (n = 52). В якості експериментальної моделі використана аденокарцинома Ерліха (АКЕ). Починаючи з 2-ї доби після трансплантації пухлинних клітин тваринам дослідних груп вводили окремо лектин В. subtilis ІМВ В-7724 (п/ш, по 1 мг/кг маси), B. animalis subsp. lactis BB-12 (per os, по 7×105 КУО/мишу) або їх комбінацію. На 21- та 28-му доби росту пухлини визначали параметри функціональної активності макрофагів (Мф) за рівнем продукції NO, аргіназою (Arg) та цитотоксичною активністю. Статистичну обробку результатів проводили за загально прийнятими методами варіаційної статистики. Результати: на термінальній стадії росту АКЕ серед Мф перитонеальної порожнини і пухлинної тканини превалювали клітини з фенотипом М2. Введення лектину B. subtilis ІМВ B-7724 (як окремо, так і в комбінації з animalis) сприяло поляризації перитонеальних Мф в напрямку М1, про що свідчило зростання (p < 0,05) співвідношення NO/Arg в 5,2 раза (на 21-шу добу) та в 6,9 раза (на 28-му добу). Введення окремо B. animalis призводило до поляризації перитонеальних Мф до фенотипу М2, про що свідчить значне зростання (p < 0,05) активності Arg та зменшення показника NO/Arg порівняно з показниками як інтактних мишей, так і тварин інших дослідних груп. Аналогічним чином змінювалася поляризація Мф, отриманих з пухлинної тканини. Висновок: введення лектину subtilis ІМВ B-7724 окремо або в комбінації з B. animalis subsp. lactis BB-12 сприяло зміні поляризаційного стану Мф тварин з модельним пухлинним процесом. Незалежно від анатомічної ніші функціонування, серед Мф превалювали клітини з фенотипом та функціональними влас- тивостями М1.
Посилання
de Visser KE, Joyce JA. The evolving tumor microenvironment: from cancer initiation to metastatic outgrowth. Cancer Cell 2023; 41 (3): 374–22. doi: 1016/j.ccell.2023. 02.016.
Bader JE, Voss K, Rathmell Targeting metabolism to improve the tumor microenvironment for cancer immunotherapy. Mol Cell 2020; 78 (6): 1019–33. doi: 10.1016/j. molcel.2020.05.034.
Zhou L, Zhao T, Zhang R, et al. New insights into the role of macrophages in cancer Front Immunol 2024; 15: 1381225. doi: 10.3389/fi 1381225.
Xiang X, Wang J, Lu D, Xu X. Targeting tumor-associated macrophages to synergize tumor immunotherapy. Signal Transduct Target Ther 2021; 6 (1): doi: 10.1038/s41392- 021-00484-9.
Cheng N, Bai X, Shu Y, et al. Targeting tumor-associated macrophages as an antitumor strategy. Biochem Pharmacol 2021; 183: doi: 10.1016/j.bcp.2020.114354.
Murray PJ, Allen JE, Biswas SK, et al. Macrophage activation and polarization: nomenclature and experimental Immunity 2014; 41 (1): 14–20. doi: 10.1016/j. immuni.2014.06.008.
Lendeckel U, Venz S, Wolke Macrophages: shapes and functions. ChemTexts 2022; 8 (2): 12. doi: 10.1007/s40828- 022-00163-4.
Xu Y, Wang X, Liu L, Wang J, et al. Role of macrophages in tumor progression and therapy (Review). Int J Oncol 2022; 60 (5): doi: 10.3892/ij 47.
Pittet MJ, Michielin O, Migliorini Clinical relevance of tumour-associated macrophages. Nat Rev Clin Oncol 2022; 19 (6): 402–21. doi: 10.1038/s41571-022-00620-6.
Lu Y, Han G, Zhang Y, et al. M2 macrophage-secreted exo- somes promote metastasis and increase vascular permeability in hepatocellular carcinoma. Cell Commun Signal 2023; 21: doi: 10.1186/s12964-022-00872-w.
Hekmatshoar Y, Rahbar Saadat Y, Hosseiniyan Khatibi SM, et al. The impact of tumor and gut microbiotas on can- cer therapy: Benefi ial or detrimental? Life Sci 2019; 233: doi: 10.1016/j.lfs.2019.116680.
Wei M-Y, Shi S, Liang C, et al. The microbiota and micro-biome in pancreatic cancer: more influential than expected. Mol Cancer 2019; 18 (1): doi: 10.1186/s12943-019- 1008-0.
Schmitt M, Greten FR. The inflammatory pathogenesis of colorectal cancer. Nat Rev Immunol 2021; 21 (10): 653–67. doi: 1038/s41577-021-00534-x.
Guha D, Banerjee A, Mukherjee R, et al. A probiotic formulation containing Lactobacillus bulgaricus DWT1 inhibits tumor growth by activating pro-infl tory responses in macrophages. J Funct Foods 2019; 56: 232–45. doi:1016/ j.jff 19.03.030.
Akbaba M, Gökmen GG, Kışla D, Nalbantsoy A. In vivo investigation of supportive immunotherapeutic combination of Bifidobacterium infantis 35624 and doxorubicin in murine breast cancer. Probiotics Antimicrob Proteins 2023; 15 (4): 880–8. doi: 1007/s12602-021-09899-w.
Ferdous UT, Shishir MA, Khan SN, Hoq Bacillus spp.: Attractive sources of anti-cancer and anti-proliferative bio- molecules. Microbial Bioactives 2018; 1 (1): 033–045. doi: 10.25163/microbbioacts.11005B0408130818.
European Convention for the Protection of Vertebrate Ani- mals used for Experimental and other Scientifi Purposes ETS Protection of Vertebrate Animals, 18.III.1986.
https://norecopa.no/media/2iydns5h/ets-123-original. pdf.
Radulski DR, Stipp MC, Galindo CM, Acco A. Features and applications of Ehrlich tumor model in cancer studies: a literature review. Transl Breast Cancer Res 2023; 4: doi: 10.21037/tbcr-23-32.
Fedosova NI, Cheremshenko NL, Hetman KI, et al. Physico- chemical and cytotoxicity properties of Bacillus subtilis ІМV В-7724 extracellular Mikrobiol Z 2021; 83: 39–48. doi: 10.15407/microbiolj83.01.039.
Symchych TV, Chumak AV, Fedosova NI, et al. Functions of tumor-associated macrophages and macrophages residing in remote anatomical niches in Ehrlich carcinoma bearing Exp oncol 2020; 42 (3): 197–203. doi: 10.32471/ exp-oncology.2312-8852.vol-42-no-3.14928.
Van de Loosdrecht AA, Beelen RH, Ossenkoppele GJ, et al. A tetrazolium-based colorimetric MTT assay to quantitate human monocyte mediated cytotoxicity against leukemic cells from cell lines and patients with acute myeloid leuke- J Immunol Methods 1994; 174 (1–2): 311–20. doi: 10.1016/0022-1759(94)90034-5.
Reiner Methods in molecular biology. Macrophages and dendritic cells. Methods and protocols. Preface. MethodsMol Biol 2009; 531: v-vi. doi: 10.1007/978-1-59745-396-7.
Dovgiy RS, Shitikov DV, Pishel IN, et al. Functional state and metabolic polarization of splenic macrophages of old immunized mice. Problemy stareniya i dolgoletiya 2015; 24:
Fedosova NI, Cheremshenko NL, Tikhonov VG, et al. Anti- tumor effectiveness of the combined application of bacteria of the genus Bifidobacterium and subtilis IMV B-7724 lec- tin. Oncology 2024; 26 (2): 133–8. doi: 10.15407/oncology. 2024.02.133.
Stavrou M, Constantinidou A. Tumor associated macrophages in breast cancer progression: implications and clinical relevanc Front Immunol 2024; 15: 1441820. doi: 10. 3389/fi 1441820.
Munir MT, Kay MK, Kang MH, et al. Tumor-associat- ed macrophages as multifaceted regulators of breast tu- mor Int J Mol Sci 2021; 22: 6526. doi: 10.3390/ ij 126526.
Chumak A, Shcherbina V, Fedosova N, Chekhun V. Polariza- tion of macrophages of mice under the infl ence of lectin from Bacillus Subtilis IMB B-7724. EUREKA: Life Sciences 2021; (3): 3–10. doi: 21303/2504-5695.2021.001878.
Zhang DY, Pan ZY, Yu XK, et al. Bifidobacterium lactis BB- 12 attenuates macrophage aging induced by D-Galactose and promotes M2 macrophage polarization. J Immunol Res 2019; 2019: doi: 10.1155/2019/4657928.
Zabłocka A, Jakubczyk D, Leszczyńska K, et al. Studies of the impact of the Bifidobacterium species on inducible nitric oxide synthase expression and nitric oxide production in murine macrophages of the BMDM cell Probiotics Antimicrob Proteins 2024; 16 (3): 1012–25. doi: 10.1007/ s12602-023-10093-3.
Burns P, Alard J, Hrdý J, et al. Spray-drying process pre- serves the protective capacity of a breast milk-derived Bi– fi terium lactis strain on acute and chronic colitis in Sci Rep 2017; 7: 43211. doi: 10.1038/srep43211.
Prosberg M, Bendtsen F, Vind I, et al. The association be- tween the gut microbiota and the infl tory bowel disease activity: a systematic review and meta-analysis. Scand J Gastroenterol 2016; 51: 1407–15. doi: 1080/00365521. 2016.1216587.
Nishino K, Nishida A, Inoue R, et al. Analysis of endoscopic brush samples identifi d mucosa-associated dysbiosis in inflammatory bowel disease. J Gastroenterol 2018; 53: 95–106. doi: 10.1007/s00535-017-1384-4.
