Изменение экспрессии PD-L1 и PD-L2 в клеточных линиях меланомы человека при воздействии различных лекарственных форм аранозы и «пустых» липосом

Введение. В последние годы достигнут значительный прогресс в иммунотерапии опухолей, однако пока мало информации о влиянии химиопрепаратов на взаимодействие опухоли и иммунной системы. Вызывает интерес вопрос о возможности лечения блокаторами PD-1 и его лигандов после химиотерапии. Цель исследования - изучить изменение экспрессии матричной РНК(мРНК) и поверхностных молекул PD-L1 и PD-L2 в клеточных линиях меланомы человека после воздействия лекарственных форм аранозы - лиофилизата для приготовления раствора для инъекций (араноза-лио) и липосомальной, а также «пустых» липосом, не содержащих аранозы. Материалы и методы. Исследование проводили на 11 клеточных линиях метастатической меланомы человека, 5 из которых несли мутацию BRAF. В количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени исследовали уровень экспрессии генов PD-L1 и PD-L2. В реакции иммунофлуоресценции оценивали экспрессию белков PD-L1 и PD-L2. Результаты. МРНК PD-L1 и PD-L2 экспрессируется на меньшем уровне в клеточных линиях, имеющих мутации BRAF, но различия достоверны только для PD-L2 (p = 0,1373 и p = 0,0207 соответственно). Экспрессия поверхностных белков PD-L1 и PD-L2 в необработанных препаратами клеточных линиях детектируется только на клеточных линиях с диким типом BRAF. В целом, после воздействия липосомальной аранозы уровень экспрессии мРНК PD-L1 и PD-L2 становится значительно ниже (p = 0,0004 и p = 0,0442 соответственно), чем в необработанных линиях. Араноза-лио и «пустые» липосомы в основном привели к увеличению уровня экспрессии PD-L1 (p <0,0001 и p = 0,0005 соответственно) и PD-L2 (p = 0,0005 и p = 0,0025). Но на отдельных линиях наблюдался противоположный эффект. Изменения экспрессии белков PD-L1 и PD-L2 не коррелируют с изменениями уровня экспрессии мРНК. Экспрессия белка PD-L1 после инкубации с липосомальной аранозой повышается по сравнению с необработанными линиями (p = 0,0269), а после воздействия аранозы-лио и «пустых» липосом - уменьшается (p = 0,0663 и p = 0,7213 соответственно). Экспрессия белка PD-L2 после воздействия липосомальной аранозы значимо не меняется (p = 0,1141), а после инкубации с аранозой-лио и «пустыми» липосомами уменьшается (p = 0,0021 и p = 0,008). Выводы. Полученные нами результаты согласуются с данными других исследователей и еще раз подтверждают, что уровень мРНК и белков PD-L1 и PD-L2 изменяется при различных воздействиях. Лекарственные формы аранозы, а также «пустые» липосомы оказывают разное влияние на экспрессию как мРНК, так и белков PD-L1 и PD-L2.

PD-L1, PD-L2, араноза, меланома, PD-L1, PD-L2, aranoza, melanoma

1. Franklin C., Livingstone E., Roesch A. et al. Immunotherapy in melanoma: recent advances and future directions. Eur J Surg Oncol 2017;43(3):604-11. DOI: 10.1016/j.ejso.2016.07.145. PMID: 27769635.

2. Ключагина Ю.И., Соколова З.А., Барышникова М.А. Роль рецептора PD1 и его лигандов PDL1 и PDL2 в иммунотерапии опухолей. Онкопедиатрия 2017;4(1):49-55. DOI: 10.15690/onco.v4i1.1684.

3. Guan X., Wang H., Ma F. et al. The efficacy and safety of programmed cell death 1 and programmed cell death 1 ligand inhibitors for advanced melanoma: a meta-analysis of clinical trials following the PRISMA guidelines. Medicine (Baltimore) 2016;95(11):e3134. DOI: 10.1097/MD.0000000000003134. PMID: 26986169.

4. Patel S.P., Kurzrock R. PD-L1 expression as a predictive biomarker in cancer immunotherapy. Mol Cancer Ther 2015;14(4):847-56. DOI: 10.1158/1535-7163.MCT-14-0983. PMID: 25695955.

5. Pauken K.E., Wherry E.J. Overcoming T-cell exhaustion in infection and cancer. Trends Immunol 2015;36(4):265-76. DOI: 10.1016/j.it.2015.02.008.

6. Topalian S.L., Drake C.G., Pardoll D.M. Targeting the PD-1/B7-H1(PD-L1) pathway to activate anti-tumor immunity. Curr Op Immunol 2012;24(2):207-12. DOI: 10.1016/j.coi.2011.12.009. PMID: 22236695.

7. Loke P., Allison J.P. PD-L1 and PD-L2 are differentially regulated by Th1 and Th2 cells. Proc Natl Acad Sci USA 2003;100(9):5336-41. DOI: 10.1073/ pnas.0931259100. PMID: 12697896.

8. Tseng S.Y., Otsuji M., Gorski K. et al. B7-DC, a new dendritic cell molecule with potent costimulatory properties for T-cells. J Exp Med 2001;193(7):839-46. DOI: 10.1084/jem.193.7.839. PMID: 11283156.

9. Dong H., Zhu G., Tamada K., Chen L. B7-H1, a 3rd member of the B7 family, co-stimulates T-cell proliferation and interleukin-10 secretion. Nat Med 1999;5(12):1365-9. DOI: 10.1038/70932. PMID: 10581077.

10. Dong H., Strome S.E., Salomao D.R. et al. Tumor-associated B7-H1 promotes T-cell apoptosis: a potential mechanism of immune evasion. Nat Med 2002;8(8):793-800. DOI: 10.1038/nm730. PMID: 12091876.

11. Nakazawa A., Dotan I., Brimnes J. et al. The expression and function of costimulatory molecules B7H and B7-H1 on colo nic epithelial cells. Gastroenterology 2004;126(5):1347-57. DOI: http://dx.doi.org/10.1053/j.gas-tro.2004.02.004. PMID: 15131796.

12. Youngnak-Piboonratanakit P., Tsushima F., Otsuki N. et al. The expression of B7-H1 on keratinocytes in chronic inflammatory mucocutaneous disease and its regulatory role. Immunol Lett 2004;94(3):215-22. DOI: 10.1016/j.imlet.2004.05.007. PMID: 15275969.

13. Rodig N., Ryan T., Allen J.A. et al. Endothelial expression of PD-L1 and PD-L2 down-regulates CD8+ T-cell activation and cytolysis. Eur J Immunol 2003;33(11):3117-26. DOI: 10.1002/eji.200324270. PMID: 14579280.

14. Mazanet M.M., Hughes C.C. B7-H1 is expressed by human endothelial cells and suppresses T-cell cytokine synthesis. J Immunol 2002;169(7):3581-8. DOI: https://doi.org/10.4049/jimmu-nol.169.7.3581. PMID: 12244148.

15. Chen Y., Zhang J., Li J. et al. Expression of B7-H1 in inflammatory renal tubular epithelial cells. Nephron Exp Nephrol 2006;102(3-4):e81-92. DOI: 10.1159/000089686. PMID: 16282703.

16. Ritprajak P., Azuma M. Intrinsic and extrinsic control of expression of the immunoregulatory molecule PD-L1 in epithelial cells and squamous cell carcinoma. Oral Oncol 2015;51(3):221-8. DOI: 10.1016/j.oraloncology.2014.11.014. PMID: 25500094.

17. Jiang X., Zhou J., Giobbie-Hurder A. et al. The activation of MAPK in melanoma cells resistant to BRAF inhibition promotes PD-L1 expression that is reversible by MEK and PI3K inhibition. Clin Cancer Res 2013;19(3):598-609. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-12-2731. PMID: 23095323.

18. Atefi M., Avramis E., Lassen A. et al. Effects of MAPK and PI3K pathways on PD-L1 expression in melanoma. Clin Cancer Res 2014;20(13):3446-57. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-13-2797. PMID: 24812408.

19. Практические рекомендации по лекарственному лечению злокачественных опухолей (RUSSCO). Под ред. В.М. Моисеенко. М.: Российское общество клинической онкологии, 2016. 524 с.

20. Gotwals P., Cameron S., Cipolletta D. et al. Prospects for combining targeted and conventional cancer therapy with immunotherapy. Nat Rev Cancer 2017;17(5):2866-301. DOI: 10.1038/nrc.2017.17. PMID:28338065.

21. Simeone E., Grimaldi A.M., Festino L. et al. Combination treatment of patients with BRAF-mutant melanoma: a new standard of care. BioDrugs 2017;31(1):51-61. DOI: 10.1007/s40259-016-0208-z. PMID: 28058658.

22. Ascierto P.A., Agarwala S., Botti G. et al. Future perspectives in melanoma research: meeting report from the «melanoma bridge». Napoli, December 1st-4th 2015. J Transl Med 2016;14(1):313. DOI: 10.1186/s12967-016-1070-y. PMID: 27846884.

23. Harris S.J., Brown J., Lopez J. et al. Immuno-oncology combinations: raising the tail of the survival curve. Cancer Biol Med 2016;13(2):171-93. DOI: 10.20892/j.issn.2095-3941.2016.0015. PMID: 27458526.

24. Козеев Г.С. Разработка липосомальной лекарственной формы противоопухолевого препарата араноза. Автореф.. дисс. канд. фарм. наук. М., 2013. 25 c.

25. Козеев С.Г., Барышникова М.А., Полозкова С.А., Оборотова НА. Разработка наноструктурированной липосомальной формы аранозы. Российский биотерапевтический журнал 2012;11(2):24.

26. Козеев С.Г., Барышникова М.А., Афанасьева Д.А. и др. Сравнение цитотоксического действия двух лекарственных форм аранозы. Российский биотерапевтический журнал 2012;11(2):24.

27. Грищенко Н.В., Альбассит Б., Барышникова М.А. и др. Сравнение цитотоксического действия лекарственных форм противоопухолевых препаратов из класса нитрозомочевины апоптоза. Российский биотерапевтический журнал 2014;13(1):41-53.

28. Афанасьева Д.А., Мисюрин В.А., Пономарев А.В. и др. Изменение уровня экспрессии гена CD95/FAS в клетках линий меланомы под воздействием липосомальной аранозы. Российский биотерапевтический журнал 2016;15(3):34-9. DOI: 10.17650/1726-9784-2016-15-3-34-39.

29. Афанасьева Д.А., Барышникова М.А., Хоченкова Ю.А. и др. Липосомальная араноза не индуцирует аутофагию. Российский биотерапевтический журнал 2015;14(1):15-8.

30. Михайлова И.Н., Лукашина М.И., Барышников А.Ю. и др. Клеточные линии меланомы - основа для создания противоопухолевых вакцин. Вестник РАМН 2005;7:37-40.

31. Михайлова И.Н., Ковалевский Д.А., Бурова О.С. и др. Экспрессия раково-тестикулярных антигенов в клетках меланомы человека. Сибирский онкологический журнал 2010;37(1):29-39.

32. Рябая О.О., Цыганова И.В., Сидорова Т.И. и др. Влияние активирующих мутаций V600 гена BRAF на способность клеток меланомы к аутофагии. Саркомы костей, мягких тканей и опухоли кожи 2013;3:68-72.

33. Chomczynski P., Sacchi N. The singlestep method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction: twenty something years on. Nat Protoc 2006;1(2):581-5. PMID: 17406285.

34. Moore F.R., Rempfer C.B., Press R.D. Quantitative BCR-ABL1 RQ-PCR fusion transcript monitoring in chronic myelogenous leukemia. Press Methods Mol Biol 2013;999:1-23. DOI: 10.1007/978-1-62703-357-2 1. PMID:23666687.

35. Lienlaf M., Perez-Villarroel P., Knox T. et al. Essential role of HDAC6 in the regulation of PD-L1 in melanoma. Mol Oncol 2016;10(5):735-50. DOI: 10.1016/j.molonc.2015.12.012. PMID: 26775640.

36. Chen M.F., Chen P.T., Chen W.C. et al. The role of PD-L1 in the radiation response and prognosis for esophageal squamous cell carcinoma related to IL-6 and T-cell immunosuppression. Oncotarget 2016;7(7):7913-24. DOI: 10.18632/oncotarget.6861. PMID: 26761210.

37. Schats KA., Van Vré EA, De Schepper S. et al. Validated programmed cell death ligand 1 immunohistochemistry assays (E1L3N and SP142) reveal similar immune cell staining patterns in melanoma when using the same sensitive detection system. Histopathology 2017;70(2):253-63. DOI: 10.1111/his.13056. PMID: 27496355.