ДОКЛІНІЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ЛЕКТИНУ B. SUBTILIS IMВ В-7724 НА ДИНАМІКУ ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ АКТИВНОСТІ МАКРОФАГІВ ПРИ ПЕРЕЩЕПЛЕННІ ЧУТЛИВОЇ АБО ХІМІОРЕЗИСТЕНТНОЇ МОДЕЛЬНОЇ ПУХЛИНИ
DOI:
https://doi.org/10.32471/oncology.2663-7928.t-23-1-2021-g.9409Ключові слова:
доксорубіцин, карциносаркома Уокера-256, лектин бактеріального походження, макрофаги М1 та М2 типу, хіміорезистентністьАнотація
Мета: визначення показників функціональної поляризації перитонеальних макрофагів (Мф) щурів у динаміці росту різних за чутливістю до доксорубіцину штамів карциносаркоми Уокера-256 за умови застосування доксорубіцину або лектину B. subtilis ІМВ В-7724. Об’єкт і методи: експериментальні дослідження проведені на щурах лінії Wistar. В якості моделей пухлинного росту використано чутливий та резистентний до доксорубіцину (DOX) штами карциносаркоми Уокера-256. У якості засобу хіміотерапії використовували DOX, імунотерапії — лектин B. subtilis ІМВ B7724. Функціональний стан перитонеальних Мф оцінювали за показниками продукції оксиду азоту (NO) та активності аргінази (Arg), розраховували співвідношення NO/Arg. Статистичну обробку результатів проводили за загальноприйнятими методами варіаційної статистики. Результати: застосування засобу імунотерапії сприяло уповільненню росту пухлин незалежно від того, який за чутливістю до DOX штам карциносаркоми Уокера-256 було перещеплено. На тлі росту резистентного до DOX штаму карциносаркоми Уокера-256 зниження здатності до продукції NO Мф та підвищення активності Arg були більш вираженими: співвідношення NO/Arg в 1,8 рази (р < 0,05) менше за показник інтактних щурів та в 1,3 рази менше за показник тварин з вихідним штамом карциносаркоми (р < 0,05). Застосування бактеріального лектину в якості засобу імунотерапії призводило до суттєвого збільшення продукції NO та зниження активності Arg перитонеальних Мф щурів з карциносаркомою незалежно від чутливості пухлин до хіміотерапії. Висновки: ріст карциносаркоми Уокера-256 супроводжується суттєвим пригніченням протипухлинної функціональної активності Мф. Цей ефект більш виражений у щурів з резистентним до DOX штамом пухлини. Введення лектину B. subtilis ІМВ B-7724 сприяє збереженню М1 функціонального фенотипу Мф до віддалених термінів пухлинного процесу незалежно від хіміорезистентності модельної пухлини.
Посилання
Ji X, Lu Y, Tian H, et al. Chemoresistance mechanisms of breast cancer and their countermeasures. Biomed Pharmacother 2019; 114: 108800.
Christowitz C, Davis T, Isaacs A, et al. Mechanisms of doxorubicin-induced drug resistance and drug resistant tumour growth in a murine breast tumour model. BMC Cancer 2019; 19: 757.
Micallef I, Baron B. Doxorubicin: an overview of the anti-cancer and chemoresistance mechanisms. Ann Clin Toxicol 2020; 3 (2): 1031.
Mills CD. Anatomy of a discovery: M1 and M2 macrophages. Front Immunol 2015; 6: 212.
Ruffell B, Coussens LM. Macrophages and therapeutic resistance in cancer. Cancer Cell 2015; 27 (4): 462–72.
Dudas J, Ladanyi A, Ingruber J, et al. Epithelial to mesenchymal transition: a mechanism that fuels cancer radio/chemoresistance. Cells 2020; 9 (2): 428.
Sun D, Luo T, Dong P, et al. M2-polarized tumor-associated macrophages promote epithelial-mesenchymal transition via activation of the AKT3/PRAS40 signaling pathway in intrahepatic cholangiocarcinoma. J Cell Biochem 2020; 121 (4): 2828–38.
O’Sullivan T, Saddawi-Konefka R, Vermi W, et al. Cancer immunoediting by the innate immune system in the absence of adaptive immunity. J Exp Med 2012; 209 (10): 1869–82.
Larionova I, Cherdyntseva N, Liu T, et al. Interaction of tumor-associated macrophages and cancer chemotherapy. Oncoimmunology 2019; 8 (7): 1596004.
D’Alterio C, Scala S, Sozzi G, et al. Paradoxical effects of chemotherapy on tumor relapse and metastasis promotion. Semin Cancer Biol 2020; 60: 351–61.
Cancer in Ukraine, 2019–2020. Incidence, mortality, prevalence and other relevant statistic. Bull Natl Cancer Register Ukr; Kyiv, 2021; 22: http://www.ncru.inf.ua/publications/BULL_22. (in Ukrainian)
Pilco-Ferreto N, Calaf GM. Influence of doxorubicin on apoptosis and oxidative stress in breast cancer cell lines. Int J Oncol 2016; 49 (2): 753–62.
Zhao M, Ding XF, Shen JY, et al. Use of liposomal doxorubicin for adjuvant chemotherapy of breast cancer in clinical practice. J Zhejiang Univ Sci 2017; 18 (1): 15–26.
Pritchard JE, Dillon PM, Conaway MR, et al. A mechanistic study of the effect of doxorubicin/adriamycin on the estrogen response in a breast cancer model. Oncology 2012; 83 (6): 305–20.
Santos JVdO, Porto ALF, Cavalcanti IMF. Potential application of combined therapy with lectins as a therapeutic strategy for the treatment of bacterial infections. Antibiotics 2021; 10 (5): 520.
Oliveira Brito PKM, Gonçalves TE, Fernandes FF, et al. Systemic effects in naïve mice injected with immunomodulatory lectin ArtinM. PLoS One 2017; 12 (10): e0187151.
Mishra A, Behura A, Mawatwal S, et al. Structure-function and application of plant lectins in disease biology and immunity. Food Chem Toxicol 2019; 134: 110827.
Podgorskii VS, Kovalenko ÉA, Karpova IS, et al. Extracellular lectins from saprophytic strains of bacteria of the genus Bacillus (review). Prikl Biokhim Mikrobiol 2014; 50 (3): 256–63. (in Russian)
do Amaral LA, de Souza GHO, Santos MR, et al. Walker-256 tumor: experimental model, implantation sites and number of cells for ascitic and solid tumor development. Braz Arch Biol Technol 2019, 62 (12): e19180284.
Shenoy PA, Kuo A, Vetter I, Smith MT. The Walker 256 breast cancer cell-induced bone pain model in rats. Front Pharmacol 2016; 7: 286.
Boroday NV, Chekhun VF. Morphological features of doxorubicin-resistant Walker 256 carcinosarcoma and response of mast cells. Exp Oncol 2018, 40 (1): 42–7.
Todor IN, Lukianova NYu, Shvets YuV, et al. Metabolic changes during developmentof Walker-256 carcinosarcoma resistance to Doxorubicin. Exp Oncol 2015, 37 (1): 19–22.
Kozhemyakin UM, Filonenko MA, Saifetdinova GA. Scientific and Practical Recommendations for Keeping Laboratory Animals and Working with Them. K: Avicenna 2002; 156 p (in Ukrainian).
Podgorsky VS. The method for the obtainmen of bacterial lectin, specific to sialic acids (Pat. № 1791 UA). Publ. 23.01.1991. Bul. № 1. (in Ukrainian)
Fedosova NI, Cheremshenko NL, Hetman KI, et al. Physical-chemical and cytotoxic properties of Bacillus subtilis IMV B-7724 extracellular lectin. Mikrobiol Z 2021; 83 (1): 39–48.
Chumak A, Shcherbina V, Fedosova N, Chekhun V. Polarization of macrophages of mice under the influence of lectin from Bacillus Subtilis IMV B-7724. EUREKA: Life Science 2021; (3): 3–10.
Reiner NE. Methods in molecular biology. Macrophages and dendritic cells. Methods and protocols. Preface. Methods Mol Biol 2009; 531: v-vi. doi: 10.1007/978–1-59745–396–7.
Corraliza IM, Campo ML, Soler G, Modolell M. Determination of arginase activity in macrophages: a micromethod. J Immunol Methods 1994; 174 (1–2): 231–5.
Dovgiy RS, Shitikov, D.V., Pishel, I.N., et al. Functional state and metabolic polarization of splenic macrophages of old immunized mice. Problemy stareniya i dolgoletiya 2015; 24 (2): 147. (in Russian)
Sidenko AB, Vishnyakov VV, Isaev SM. Theory of statistics. М: MAX-Press, 2011. 343 p. (in Russian)
Rath M, Müller I, Kropf P. Metabolism via arginase or nitric oxide synthase: two competing arginine pathways in macrophages. Front Immunol 2014, 5: 532.
