ОЦІНКА ЦИТОТОКСИЧНОЇ АКТИВНОСТІ ЛЕКТИНОПОДІБНОЇ РЕЧОВИНИ B. SUBTILIS B-7724 У СИСТЕМІ IN VITRO
Ключові слова:
лектиноподібна речовина, B. subtilis, пухлинні клітини, лімфоцити, макрофаги, цитотоксична дія.Анотація
Мета: оцінка in vitro цитотоксичної дії на пухлинні та імунокомпетентні клітини лектину, виділеного з фільтрату культуральної рідини Bacillus subtilis В-7724 за модифікованим методом. Об’єкт і методи: лектиноподібну речовину (ЛПР) отримували із культуральної рідини
В. subtilis В-7724 після 10-добового культивування на стандартизованому середовищі Гаузе. Досліджували in vitro цитотоксичну активність
ЛПР проти клітин пухлинних (раку Ерліха, меланоми В16, А549, К562)
або умовно нормальних (MDBK) клітинних ліній, а також клітин імунокомпетентних органів інтактних мишей лінії Balb/c. Оцінку цитотоксичного впливу проводили, використовуючи цитоморфологічний аналіз
за допомогою світлового мікроскопа та колориметричний МТТ-тест.
Статистичну обробку результатів проводили за загальноприйнятими
методами. Вірогідність різниці між контрольними та дослідними вимірами оцінювали за t-критерієм Стьюдента. Результати: ЛПР, виділена з середовища росту мікроорганізму B. subtilis В-7724, виявляє дозозалежну цитотоксичну активність щодо клітин різних модельних пухлин:
мінімальну активність виявляє в концентрації 0,02 мг/мл, максимальну — 0,1 мг/мл. Серед клітин перевивних пухлинних ліній найбільш чутливою виявилася меланома В16: індекс цитотоксичності (ІЦ) становив 72,3% (0,02 мг/мл) та 97,2% (0,04 мг/мл). Практично нечутливими до цитотоксичної дії ЛПР були клітини лінії К562: ІЦ = 13,4%
(0,02 мг/мл) та 22,3% (0,04 мг/мл). Серед клітин імунокомпетентних органів найбільш чутливими до дії ЛПР виявилися клітини тимуса. Більш резистентні клітини макрофагальної ланки: додавання ЛПР
в концентрації 0,02 мг/мл практично не мало цитотоксичного впливу:
через 60 хв ІЦ = 14,8%, через 24 год — 60,9%. Імунотоксичну дію виявляла концентрація ЛПР 0,1 мг/мл (ІЦ 90,2–99,5%). Висновок: концентрації ЛПР 0,02–0,04 мг/мл у подальшому можуть бути використані
в дослідах in vivo як такі, що володіють цитотоксичною активністю
щодо пухлинних клітин, але водночас не мають суттєвої імунотоксичної дії. Одержані результати можуть стати підґрунтям для вдосконалення напрямків і методів використання ЛПР B. subtilis B-7724 в онкологічній клінічній практиці
Посилання
Antoyuk VО. Lectins: distribution and function in living organisms and peculiarities of the procurement of raw materials. Ukr
Biofarm J 2013; 6 (29): 1–10 (in Ukrainian).
Karaman OM, Fedosova NI, Voeikova IM, et al. Perspectives of using lectins for cancer diagnostic and treatment. Oncology 2018; 20 (1): 10–6 (in Ukrainian).
Piven OO, Lukash LL. Influence of exogeneous proteins
on mutagenic process. Cytol Genet 2011; (1): 68–79 (in Russian).
Tsirkin VI, Anisimov AYu, Dmitrieva SL, et al. Outlook
study of erythrocyte agglutination induced lectin to diagnose of
preterm labor. Scientific review. Medical Sciences 2017; (1): 83–
(in Russian).
Pervin MKY, Isemura M, Nakamura Y. Plant lectins in therapeutic and diagnostic cancer research. Int J Plant Biol Res 2015; 3: 1–6.
Korman DB. Lectins of mistletoe white — antitumor properties and mechanisms of action. Question Oncol 2011; 57 (6):
–98 (in Russian).
Lisyany NI, Gnedkova IA, Gnedkova MA. Study of plant lectins anti-tumor action on glioma cells of different stages of anaplasia. Ukr Neurosurg J 2009; (1): 30–8 (in Russian).
Fu LL, Zhou CC, Yao S, et al. Plant lectins: targeting programmed cell death pathways as antitumor agents. Int J Biochem
Cell Biol 2011; 43: 1442–9.
Marvibaigi M, Supriyanto E, Amini N, et al. Preclinical and
clinical effects of mistletoe against breast cancer. Biomed Res Int
; 2014: 1–15.
Shi Z, Chen J, Li CY, et al. Antitumor effects of concanavalin A and Sophora flavescens lectin in vitro and in vivo. Acta
Pharmacol Sin 2014; 35: 248–56.
Singh RS, Kaur HP, Kanwar JR. Mushroom lectins as promising anticancer substances. Curr Protein Pept Sci 2016; 17: 797–807.
Hassan MA, Rouf R, Tiralongo E, et al. Mushroom lectins:
specificity, structure and bioactivity relevant to human disease. Int
JMol Sci 2015; 16: 7802–38.
Ovcharenko YuS, Chikalovets IV, MolchanovaVI, ChernikovOV.
Antibacterial activity of lectins from the assistance Didemnun Ternatanum. Int Res J 2018; 5 (71): 82–4 (in Russian).
Podgorsky VS, Kovalenko EA, Karpova IS, et al.Extracellular
lectins of saprophytic strains of bacteria of the genus Bacillus (review).
Applied Biochem Microbiol 2014; 50 (3): 256–63 (in Russian).
Savustyanenko AV. Mechanisms of action of probiotics based
on Bacillus subtilis. Actual Infectology 2016; 2 (11): 35–44 (in Russian).
Roy АA, Pasichnyk LА, Tserkovniak LS, et al. Influence of
bacteria of Bacillus genus on the agent of bacterial cancer of tomatoes. Microbiol J 2012; 74 (5): 74–80 (in Russian).
Zajciuk VV, Vereshchako RI, Cheshuk VE, et al. Efficacy
of the use of antitumor autovaccine in the treatment of patients
with a different morphological structure of breast cancer. Oncology 2006; 8 (1): 70–3 (in Ukrainian).
Zajciuk VV, Vereshchako RI, Cheshuk VE, et al. Efficacy of
combination of anticancer autovaccine with standard anticancer
treatment in breast cancer (analysis of 10-year surveillance data).
Oncology 2015; 17 (1): 47–54 (in Russian).
Chorny VO, Potebnia GP, Lisovenko GS, et al.Outlooks of use
of an anticancer autovaccine in the treatment of patients with extensive stomach cancer. Oncology 2003; 5 (2): 107–10 (in Ukrainian).
Potebnya GP, Smolanka II, Lisovenko GS, et al. Efficacy
of autoimmunotherapy in the treatment of lung cancer patients.
Oncology 2000; 2 (3): 191–4 (in Russian).
Shalimov SA, Kolesnik EA, Grinevich YA, et al. Adjuvant
immunotherapy in treatment of patients with colorectal cancer.
Oncology 2003; 5 (2): 101–6 (in Russian).
ОНКОЛОГИЯ • Т. 20 • № 3 • 2018
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Potebnya GP, Lisovenko GS, Cheremshenko NL, et al. The
laws of biosynthesis of cytotoxic lectins by culture of Bacillus subtilis B-7025 at growing on different nutrient media. Ukr Chemother
J 2002; 1 (13): 54–7 (in Russian).
Potebnya GP, Tanasienko OA, Lisovenko GS, Savtsova ZD.
Use of cytotoxic lectins of bacterial origin in immunotherapy of experimental tumors. In: Structure and Biological Activity of Bacterial Biopolymers. Ed. VK Pozur. K: Vyd-polygr Center «Kyiv University», 2003: 235–304 (in Ukrainian).
Mosmann T. Rapid colorimetric assay for cellular growth
and survival: Application to proliferation and cytotoxicity assays.
J Immunol Methods 1983; 65: 55–63.
Claus J. Lymphocytes Methods. М.: Mir, 1990. 395 p.
(in Russian).
Sidenko AB, Vishnyakov VV, Isaev SM. Theory of Statistics. М.: MAX-Press, 2011. 343 p. (in Russian).
Lam SK, Ng TB. Lectins: prodaction and practical applications. Appl Microbiol Biotechnol 2011; 89: 45–55.
Rudiger H, Gabius HJ. Plant lectins: occurrence, biochemistry, functions and applications. Glycoconj J 2001; 18: 589–613.
Pinho SS, Reis CA. Glycosylation in cancer: mechanisms
and clinical implications. Nat Rev Cancer 2015; 15: 540–55.
Kochubei TO, Maksymchuk OV, Маcewicz LL, et al. Proapoptotic properties of total phytohemagglutinine and its individual isolectins in human cell culture 4BL. Ukr Biochem J 2014; 86
(4): 103–9 (in Ukrainian).
Kukushkina MM, Korovin SI, Kukushkina SM, et al. Immunotherapy of advanced melanoma. Clinical Oncology 2017; 7
(1): 6–11 (in Russian).
Shevchenko АI, Коlesnik АP, Каdzhoian АV, Кuzmenko VА.
Chemoresistance factors in non-small cell lung cancer. Pathology
; (1): 4–9 (in Russian).
Hranovska N, Skachkova O, Gorbach O, et al. Phenotypic and functional properties of generated human dendritic cells after treatment with cytotoxic lectins B. Subtilis B-7025. Bulletin of the
Taras Shevchenko National University of Kyiv. Biology 2014; 3 (68):
–9 (in Russian).
Dam TK, Brewer CF. Effects of clustered epitopes in multivalent ligand-receptorinteractions. Biochemistry 2008; 47: 8476–85.
Rabinovich GA, Toscano MA, Jackson SS, et al. Functions
of cell surfacegalectin-glycoprotein lattices. Curr Opin Struct Biol
b; 17: 520–64.
Van Die I, Cummings RD. Glycan gimmickry by parasitic
helminths: a strategy for modulating the host immune response?
Glycobiology 2010; 20: 2–18.
Kushch OG. Lectins in immunomorphology. World of
Medicine and Biology 2014; 4 (47): 150–7 (in Ukrainian).
