DOI: https://doi.org/10.22263/2312-4156.2022.6.29
Ю.В. Савич, Я.И. Исайкина, М.А. Новикова
Характеристика экзосом и их потенциал для использования в диагностике и иммунотерапии онкологических заболеваний
Республиканский научно-практический центр детской онкологии, гематологии и иммунологии, д. Боровляны, Республика Беларусь
Вестник ВГМУ. – 2022. – Том 21, №6. – С. 29-37.
Резюме.
Межклеточные взаимосвязи лежат в основе физиологических и патологических биохимических процессов в организме, и исследование внеклеточных везикул, в частности экзосом, позволило расшифровать механизм обмена информацией между клетками. Функциональные свойства экзосом в настоящее время активно изучаются, что открывает широкие перспективы по их использованию в клинической практике. Многочисленные исследования доказали пригодность экзосом к адресной доставке лекарственных средств, что может быть использовано в таргетной терапии, а воспроизводимость генетического материала материнской клетки открывает возможности для разработки новых подходов к диагностике онкологических заболеваний и контролю за их лечением. Доклинические и клинические исследования экзосом, выделенных из иммунных клеток, подтверждают их иммуномодуляторный потенциал и перспективность применения в противоопухолевой иммунотерапии.
Ключевые слова: экзосомы (Eхо), терапевтическое применение, онкология, опухолевые экзосомы, иммунотерапия, таргетная терапия.
Литература
1. Chargaff, E. The biological significance of the thromboplastic protein of blood / E. Chargaff, R. West // J. Biol Chem. 1946 Nov. Vol. 166, N 1. P. 189–197.
2. Wolf, P. The nature and significance of platelet products in human plasma / P. Wolf // Br. J. Haematol. 1967 May. Vol. 13, N 3. P. 269–288.
3. Anderson, H. C. Vesicles associated with calcification in the matrix of epiphyseal cartilage / H. C. Anderson // J. Cell. Biol. 1969 Apr. Vol. 41, N 1. P. 59–72.
4. Michalke, W. Communication between cells of different type / W. Michalke, W. R. Loewenstein // Nature. 1971 Jul. Vol. 232, N 5306. P. 121–122.
5. Espey, L. L. Exchange of cytoplasm between cells of the membrana granulosa in rabbit ovarian follicles / L. L. Espey, R. H. Stutts // Biol. Reprod. 1972 Feb. Vol. 6, N 1. P. 168–175.
6. Dalton, A. J. Microvesicles and vesicles of multivesicular bodies versus “virus-like” particles / A. J. Dalton // J. Natl. Cancer Inst. 1975 May. Vol. 54, N 5. P. 1137–1148.
7. Membrane vesicles, current state-of-the-art: emerging role of extracellular vesicles / B. Gyorgy [et al.] // Cell. Mol. Life Sci. 2011 Aug. Vol. 68, N 16. P. 2667–2688.
8. Classification, functions, and clinical relevance of extracellular vesicles / E. van der Pol [et al.] // Pharmacol. Rev. 2012 Jul. Vol. 64, N 3. P. 676–705.
9. Kalra, H. Focus on Extracellular Vesicles: Introducing the Next Small Big Thing / H. Kalra, G. Drummen, S. Mathivanan // Int. J. Mol. Sci. 2016 Feb. Vol. 17, N 2. P. 170.
10. Théry, C. Membrane vesicles as conveyors of immune responses / C. Théry, M. Ostrowski, E. Segura // Nat. Rev. Immunol. 2009 Aug. Vol. 9, N 8. P. 581-593.
11. Сравнительный анализ методов выделения внеклеточных микровезикул из культуральной среды / Т. А. Штамм [и др.] // Биомед. химия. 2018. Т. 64, № 1. С. 23–30.
12. Raposo, G. Extracellular vesicles: Exosomes, microvesicles,and friends / G. Raposo, W. Stoorvogel // J. Cell. Biol. 2013 Feb. Vol. 200, N 4. P. 373–383.
13. Exosomes: biogenesis, biologic function and clinical potential / Y. Zhang [et al]. // Cell. Biosci. 2019 Feb. Vol. 9, N 1. P. 19–37.
14. Colombo, M. Biogenesis, secretion, and intercellular interactions of exosomes and other extracellular vesicles / M. Colombo, G. Raposo, C. Thery // Annu. Rev. Cell. Dev. Biol. 2014. Vol. 30. P. 255–289.
15. Systemic presence and tumor-growth promoting effect of ovarian carcinoma released exosomes / S. Keller [et al.] // Cancer Lett. 2009 Jun. Vol. 278, N 1. P. 73–81.
16. Focus on Extracellular Vesicles: Physiological Role and Signaling Properties of Extracellular Membrane Vesicles / N. Iraci [et al.] // Int. J. Mol. Sci. 2016 Feb. Vol. 17, N 2. P. 171.
17. Mathivanan, S. Exosomes: extracellular organelles important in intercellular com-munication / S. Mathivanan, H. Ji, R. J. Simpson // J. Proteomics. 2010 Sep. Vol. 73, N 10. Р. 1907–1920.
18. Великонивцев, Ф. С. Терапия внеклеточными везикулами: возможности, механизмы и перспективы применения / Ф. С. Великонивцев, А. С. Головкин // Рос. кардиол. журн. 2020. Т. 25, № 10. С. 221–231.
19. Экзосома как элемент регуляторной системы организма [Электронный ресурс] / А. А. Абрамов [и др.] // Импульс жизни. Режим доступа: https://lifeimpulse.com/news/ekzosomy-kak-element-regulyatornoy-sistemy-organizma/?ysclid=l82soyp4ej516457452. Дата доступа: 08.11.2022.
20. Джагаров, Д. Э. Экзосомы – бутылочная почта организма [Электронный ресурс] / Д. Э. Джагаров // Химия и жизнь. 2013. № 6. Режим доступа: https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/432105/Ekzosomy_butylochnaya_pochta_organizma. Дата доступа: 08.11.2022.
21. Immunogenicity of pluripotent stem cells and their derivatives / P. E. de Almeida [et al.] // Circ. Res. 2013 Feb. Vol. 112, N 3. P. 549–561.
22. Lai, R. C. Mesenchymal Stem Cell Exosomes / R. C. Lai, R. W. Yeo, S. K. Lim // Semin. Cell Dev. Biol. 2015 Apr. Vol. 40. P. 82–88.
23. Therapeutic potential of multipotent mesenchymal stromal cells and their extracellular vesicles / N. Heldring [et al.] // Hum. Gene Ther. 2015 Aug. Vol. 26, N 8. P. 506–517.
24. Minimal information for studies of extracellular vesicles 2018 (MISEV2018): a position statement of the International Society for Extracellular Vesicles and update of the MISEV2014 guidelines / C. Théry [et al.] // J. Extracell. Vesicles. 2018 Nov. Vol. 7, N 1. 1535750.
25. Exosomal signaling during hypoxia mediates microvascular endothelial cell migration and vasculogenesis / C. Salomon [et al.] // PLoS One. 2013 Jul. Vol. 8, N 7. e68451.
26. Exosome-mediated microRNA transfer plays a role in radiation-induced bystander effect / S. Xu [et al.] // RNA Biol. 2015. Vol. 12, N 12. P. 1355–1363.
27. Exosomes communicate protective messages during oxidative stress; possible role of exosomal shuttle RNA / M. Eldh [et al.] // PLoS One. 2010 Dec. Vol. 5, N 12. e15353.
28. Lasser, C. Exosomes in diagnostic and therapeutic applications: biomarker, vaccine and RNA interference delivery vehicle / C. Lasser // Exp. Opin Biol. Ther. 2015 Jan. Vol. 15, N 1. P. 103–117.
29. Platelet-derived growth factor regulates the secretion of extracellular vesicles by adipose mesenchymal stem cells and enhances their angiogenic potential / T. Lopatina [et al.] // Cell. Commun. Signal. 2014 Apr. Vol. 12. P. 26.
30. Exosomes mediate the cell-to-cell transmission of IFN-α- induced antiviral activity / J. Li [et al.] // Nat. Immunol. 2013 Aug. Vol. 14, N 8. P. 793–803.
31. LPS-preconditioned mesenchymal stromal cells modify macrophage polarization for resolution of chronic inflammation via exosome-shuttled let-7b / D. Ti [et al.] // J. Transl. Med. 2015 Sep. Vol. 13. P. 308.
32. Efficacy and safety of angiogenesis inhibitors in advanced non-small cell lung cancer: a systematic review and meta-analysis / S. Hong [et al.] // J. Cancer Res. Clin. Oncol. 2015 May. Vol. 141, N 5. P. 909–921.
33. Batrakova, E. V. Using exosomes, naturally-equipped nanocarriers, for drug delivery / E. V. Batrakova, M. S. Kim // J. Control Release. 2015 Dec. Vol. 219. P. 396–405.
34. A New Approach for Loading Anticancer Drugs Into Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosome Mimetics for Cancer Therapy / S. Kalimuthu [et al.] // Front Pharmacol. 2018 Sep. Vol. 9. 1116.
35. Exosomes as drug delivery vehicles for Parkinson’s disease therapy / M. J. Haney [et al.] // J. Controlled. Release. 2015 Jun. Vol. 207. P. 18–30.
36. A novel nanoparticle drug delivery system: the anti-inflammatory activity of curcumin is enhanced when encapsulated in exosomes / D. Sun [et al.] // Mol. Ther. 2010 Sep. Vol. 18, N 9. P. 1606–1614.
37. The Biodistribution and Immune Suppressive Effects of Breast Cancer-Derived Exosomes / S. W. Wen [et al.] // Cancer Res. 2016 Des. Vol. 76, N 23. P. 6816–6827.
38. Biogenesis and function of extracellular vesicles in cancer / M. P. Bebelman [et al.] // Pharmacol. Ther. 2018 Aug. Vol. 188. P. 1–11.
39. Exosomes increased angiogenesis in papillary thyroid cancer microenvironment / F. Wu [et al.] // Endocr. Relat. Cancer. 2019 May. Vol. 26, N 5. P. 525–538.
40. Zhang, L. Metabolic Control of CD8(+) T Cell Fate Decisions and Antitumor Immunity / L. Zhang, P. Romero // Trends Mol. Med. 2018 Jan. Vol. 24, N 1. P. 30–48.
41. Glycosyl-phosphatidylinositolanchored interleukin-2 expressed on tumor-derived exosomes induces antitumor immune response in vitro / J. Zhang [et al.] // Tumori. 2010 May-Jun. Vol. 96, N 3. P. 452–459.
42. Exosome-based immunotherapy: a promising approach for cancer treatment / Z. Xu [et al.] // Mol. Cancer. 2020 Nov. Vol. 19, N 1. P. 160.
Сведения об авторах:
Ю.В. Савич – младший научный сотрудник, Республиканский научно-практический центр детской онкологии, гематологии и иммунологии,
E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. – Савич Юлия Валерьевна;
Я.И. Исайкина – к.б.н., зав. лабораторией клеточных биотехнологий и цитотерапии, Республиканский научно-практический центр детской онкологии, гематологии и иммунологии;
М.А. Новикова – научный сотрудник, Республиканский научно-практический центр детской онкологии, гематологии и иммунологии.
