Preview

Российский биотерапевтический журнал

Расширенный поиск

Актуальные подходы к оценке биологической активности иммуноцитокинов в условиях in vitro

https://doi.org/10.17650/1726-9784-2022-21-3-10-22

Аннотация

В настоящем обзоре рассматриваются существующие подходы к оценке биологической активности иммуноцитокинов in vitro в ходе доклинических исследований: с использованием монослойных клеточных культур, репортерных клеточных систем, совместных культур, трехмерных (3D) моделей опухолей. Монослойных культур достаточно для подтверждения используемого в дизайне иммуноцитокина механизма действия его отдельных участков, и  тест-системы «золотого стандарта» для определения специфической биологической активности цитокина и эффекторных функций антительного участка остаются востребованными. Коммерческие репортерные клеточные системы являются альтернативным вариантом оценки биологической активности цитокинового и антительного участков на уровне активации сигнальных путей. Совместные культуры опухолевых и эффекторных клеток позволяют оценить цитотоксический и иммуномодулирующий эффекты антительного и цитокинового участков без использования методов 3D-культивирования. Использование 3D-моделей опухолей позволяет заменить несколько тестов на биологическую активность отдельных участков иммуноцитокина, проводимых на монокультурах и совместных культурах, на одно комплексное исследование, однако такие модели требуют значительных временных и материальных затрат.

Об авторах

К. М. Коноплина
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России
Россия

Ксения Михайловна Коноплина 

115522 Москва, Каширское шоссе, 24



Е. Н. Кособокова
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России
Россия

115522 Москва, Каширское шоссе, 24



В. С. Косоруков
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России
Россия

115522 Москва, Каширское шоссе, 24



Список литературы

1. Berraondo P., Sanmamed M.F., Ochoa M.C. et al. Cytokines in clinical cancer immunotherapy. Br J Cancer 2019;120(1):6–15. DOI: 10.1038/s41416-018-0328-y

2. Conlon K.C., Miljkovic M.D., Waldmann T.A. Cytokines in the treatment of cancer. J Interferon Cytokine Res 2019;39(1):6–21. DOI: 10.1089/jir.2018.0019

3. Hutmacher C., Neri D. Antibody-cytokine fusion proteins: biopharmaceuticals with immunomodulatory properties for cancer therapy. Adv Drug Deliv Rev 2019;141:67–91. DOI: 10.1016/j.addr.2018.09.002

4. Collins S., Joshi A., Shen L. et al. 357 TAK-573, an anti-CD38-attenuated interferon alpha (IFNα) fusion protein (AttenukineTM), has demonstrated IFNα receptor (IFNAR) pathway modulation in patients with relapsed/refractory multiple myeloma. J Immunother Cancer 2020;8:Suppl 3. DOI: 10.1136/jitc-2020-SITC2020.0357

5. Runbeck E., Crescioli S., Karagiannis S.N., Papa S. Utilizing immunocytokines for cancer therapy. Antibodies (Basel) 2021;10(1):10. DOI: 10.3390/antib10010010

6. Kaufman H.L., Mehnert J.M., Cuillerot J.-M. et al. Targeted modified IL-2 (NHS-IL2, MSB0010445) combined with stereotactic body radiation in advanced melanoma patients after progression on ipilimumab: assessment of safety, clinical, and biologic activity in a phase 2a study. J Clin Oncol 2014;32(15 suppl):TPS9107. DOI: 10.1200/jco.2014.32.15_suppl.tps9107

7. Overgaard N.H., Fan T.M., Schachtschneider K.M. et al. Of mice, dogs, pigs, and men: choosing the appropriate model for immuno-oncology research. ILAR J 2018;59(3):247–62. DOI: 10.1093/ilar/ily014

8. Neri D. Antibody-cytokine fusions: versatile products for the modulation of anticancer immunity. Cancer Immunol Res 2019:7(3):348–54. DOI: 10.1158/2326-6066.CIR-18-0622

9. Young P.A., Morrison S.L., Timmerman J.M. Antibody-cytokine fusion proteins for treatment of cancer: engineering cytokines for improved efficacy and safety. Semin Oncol 2014;41(5):623–36. DOI: 10.1053/j.seminoncol.2014.08.002

10. Gillies S.D., Lan Y., Lo K.M. et al. Improving the efficacy of antibody-interleukin 2 fusion proteins by reducing their interaction with Fc receptors. Cancer Res 1999;59(9):2159–66.

11. Wahab S., Hussain A. Cytokines as targets for immunomodulation. Int J Pharm Pharm Sci 2013;5:60–4.

12. Zou G.M., Tam Y.K. Cytokines in the generation and maturation of dendritic cells: recent advances. Eur Cytokine Netw 2002;13(2):186–99.

13. Gillies S.D., Lan Y., Hettmann T. et al. A low-toxicity IL-2-based immunocytokine retains antitumor activity despite its high degree of IL-2 receptor selectivity. Clin Cancer Res 2011;17(11):3673–85. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-10-2921

14. Pogue S.L., Taura T., Bi M. et al. Targeting attenuated interferon-α to myeloma cells with a CD38 antibody induces potent tumor regression with reduced off-target activity. PLoS ONE 2016;11(9):e0162472. DOI: 10.1371/journal.pone.0162472

15. Klein C., Waldhauer I., Nicolini V.G. et al. Cergutuzumab amunaleukin (CEA-IL2v), a CEA-targeted IL-2 variant-based immunocytokine for combination cancer immunotherapy: overcoming limitations of aldesleukin and conventional IL-2-based immunocytokines. Oncoimmunology 2017;6(3):e1277306 DOI: 10.1080/2162402x.2016.1277306

16. Klein C., Inja W., Nicolini V. et al. Abstract PR8: Novel tumortargeted, engineered IL-2 variant (IL-2v)-based immunocytokines for immunotherapy of cancer. Cancer Res 2013;73:PR8.

17. Hemmerle T., Neri D. The dose-dependent tumor targeting of antibody-IFNγ fusion proteins reveals an unexpected receptor-trapping mechanism in vivo. Cancer Immunol Res 2014;2(6):559–67. DOI: 10.1158/2326-6066.cir-13-0182

18. Kaspar M., Trachsel E., Neri D. The antibody-mediated targeted delivery of interleukin-15 and GM-CSF to the tumor neovasculature inhibits tumor growth and metastasis. Cancer Res 2007;67(10):4940–8. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-07-0283

19. Tzeng A., Kwan B.H., Opel C.F. et al. Antigen specificity can be irrelevant to immunocytokine efficacy and biodistribution. Proc Natl Acad Sci U S A 2015;112(11):3320–5. DOI: 10.1073/pnas.1416159112

20. Gillies S.D. A new platform for constructing antibody-cytokine fusion proteins (immunocytokines) with improved biological properties and adaptable cytokine activity. Protein Eng Des Sel 2013;26(10):561–9. DOI: 10.1093/protein/gzt045

21. Mock J., Stringhini M., Villa A. et al. An engineered 4-1BBL fusion protein with “activity on demand”. Proc Natl Acad Sci U S A 2020;117(50):31780–8. DOI: 10.1073/pnas.2013615117

22. Venetz D., Koovely D., Weder B., Neri D. Targeted reconstitution of cytokine activity upon antigen binding using split cytokine antibody fusion proteins. J Biol Chem 2016;291(35):18139–47. DOI: 10.1074/jbc.M116.737734

23. Кособокова Е.Н., Шешукова Е.В., Пинюгина М.В. и др. Разработка технологии получения слитного белка на основе моноклонального гуманизированного антитела против опухолевого антигена HER2 и интерферона-α-2b человека из Nicotiana benthamiana. Биотехнология 2019;35(2):49–57. DOI: 10.21519/0234-2758-2019-35-2-49-57

24. Mire-Sluis A.R., Page L., Thorpe R. Quantitative cell line based bioassays for human cytokines. J Immunol Methods 1995;187(2):191–9. DOI: 10.1016/0022-1759(95)00220-1

25. Dakhel S., Lizak C., Matasci M. et al. An attenuated targetedTNF localizes to tumors in vivo and regains activity at the site of disease. Int J Mol Sci 2021;22(18):10020. DOI: 10.3390/ijms221810020

26. Jiang X.R., Song A., Bergelson S. et al. Advances in the assessment and control of the effector functions of therapeutic antibodies. Nat Rev Drug Discov 2011;10(2):101–10. DOI: 10.1038/nrd3365

27. Fenerty K.E., Padget M., Wolfson B. et al. Immunotherapy utilizing the combination of natural killer- and antibody dependent cellular cytotoxicity (ADCC)-mediating agents with poly (ADP-ribose) polymerase (PARP) inhibition. J Immunother Cancer 2018;6(1): 133. DOI: 10.1186/s40425-018-0445-4

28. Xi B., Ye P.F., Golubovskaya V., Abassi Y. In vitro functional assay using real-time cell analysis for assessing cancer immunotherapeutic agents. In: Immuno-oncology. Cellular and translational approaches. Ed. by S.L. Tan. Humana, N.Y., 2020. P. 35–50. DOI: 10.1007/978-1-0716-0171-6_3

29. Li Z., Zhu Y., Li C. et al. Anti-VEGFR2-interferon-α2 regulates the tumor microenvironment and exhibits potent antitumor efficacy against colorectal cancer. Oncoimmunology 2017;6(3):e1290038. DOI: 10.1080/2162402X.2017.1290038

30. Wang L., Yu C., Wang J. Development of reporter gene assays to determine the bioactivity of biopharmaceuticals. Biotechnol Adv 2020;39:107466. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2019.107466

31. Liu J., Liu R., Gray P. et al. Development of a luciferase reporter Jurkat cell line under the control of endogenous interleukin-2 promoter. J Immunol Methods 2017;451:48–53. DOI: 10.1016/j.jim.2017.08.006

32. Mock J., Pellegrino C., Neri D. A universal reporter cell line for bioactivity evaluation of engineered cytokine products. Sci Rep 2020;10(1):3234. DOI: 10.1038/s41598-020-60182-4

33. Brancato V., Oliveira J.M., Correlo V.M. et al. Could 3D models of cancer enhance drug screening? Biomaterials 2020;232:119744. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2019.119744

34. Bregenzer M.E., Horst E.N., Mehta P. et al. Integrated cancer tissue engineering models for precision medicine. PLoS ONE 2019;14(5):e0216564. DOI: 10.1371/journal.pone.0216564

35. Dhiman N., Kingshott P., Sumer H. et al. On-chip anticancer drug screening – recent progress in microfluidic platforms to address challenges in chemotherapy. Biosens Bioelectron 2019;137:236–54. DOI: 10.1016/j.bios.2019.02.070

36. Herter S., Morra L., Schlenker R. et al. A novel threedimensional heterotypic spheroid model for the assessment of the activity of cancer immunotherapy agents. Cancer Immunol Immunother 2017;66(1):129–40. DOI: 10.1007/s00262-016-1927-1

37. Soerensen M.M., Ros W., Rodriguez-Ruiz M.E. et al. Safety, PK/PD, and anti-tumor activity of RO6874281, an engineered variant of interleukin-2 (IL-2v) targeted to tumor-associated fibroblasts via binding to fibroblast activation protein (FAP). J Clin Oncol 2018;36(15 suppl):e15155. DOI: 10.1200/JCO.2018.36.15_suppl.e15155

38. Ayuso J.M., Truttschel R., Gong M.M. et al. Evaluating natural killer cell cytotoxicity against solid tumors using a microfluidic model. Oncoimmunology 2019;8(3):1553477. DOI: 10.1080/2162402X.2018.1553477

39. Gladkov O., Biakhov M., Ramlau R. et al. Phase II trial of huKSIL2 with cyclophosphamide (CTX) in patients with extensive disease small-cell lung cancer (ED-SCLC). J Clin Oncol 2012;30(15 Suppl):7090. DOI: 10.1200/jco.2012.30.15_suppl.7090

40. Jaekel A., Kehler P., Lischke T. et al. Preclinical characterization of GT-00A x IL15: a novel IL-15-based immunocytokine with unique tumor targeting properties. J Immunother Cancer 2021;9(Suppl 2):A741. DOI: 10.1136/jitc-2021-SITC2021.712


Рецензия

Для цитирования:


Коноплина К.М., Кособокова Е.Н., Косоруков В.С. Актуальные подходы к оценке биологической активности иммуноцитокинов в условиях in vitro. Российский биотерапевтический журнал. 2022;21(3):10-22. https://doi.org/10.17650/1726-9784-2022-21-3-10-22

For citation:


Konoplina K.M., Kosobokova E.N., Kosorukov V.S. Current approaches to assessing the biological activity of immunocytokines in vitro. Russian Journal of Biotherapy. 2022;21(3):10-22. (In Russ.) https://doi.org/10.17650/1726-9784-2022-21-3-10-22

Просмотров: 226


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1726-9784 (Print)
ISSN 1726-9792 (Online)