Использование анти-EGFR аптамерной конструкции GR20hh для регулируемой доставки доксорубицина в клетки глиобластомы пациента

Обложка
  • Авторы: Иванов Б.М.1, Антипова О.М.1, Слиман Я.А.2,3, Самойленкова Н.С.2, Пронин И.Н.2, Павлова Г.В.2,4,5, Копылов А.М.1
  • Учреждения:
    1. Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
    2. ФГАУ “Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. академика Н. Н. Бурденко” Минздрава России
    3. Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
    4. ФБГУН “Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН”
    5. ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова» Минздрава России
  • Выпуск: Том 74, № 1 (2024)
  • Страницы: 100-108
  • Раздел: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
  • URL: https://journals.rcsi.science/0044-4677/article/view/259310
  • DOI: https://doi.org/10.31857/S0044467724010107
  • ID: 259310

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В данной статье представлено исследование возможности регулируемой доставки доксорубицина (ДОКС) в клетки глиобластомы (ГБ) в составе нековалентной конструкции с ДНК-аптамером, специфичным к EGFR, путем интеркаляции в искусственно созданный дуплекс. Конструкция представляла собой ранее описанный ДНК-аптамер GR20 (46 нуклеотидов), удлиненный на 18 нуклеотидов с 3’-конца (GR20h), который гибридизовали с комплементарным ДНК-олигонуклеотидом (h). Сборка дуплекса происходит эффективно, полученная конструкция GR20hh стабильна при 37 °C, Тпл = 59 °C. В конструкцию интеркалирован ДОКС. С помощью метода xCelligence, с оригинальной обработкой данных, обнаружено, что при добавлении в культуру клеток ДОКС, в составе нековалентной конструкции GR20hh-ДОКС, сохраняет цитотоксические свойства, однако кинетика действия комплекса на клетки ГБ оказалась принципиально отличной от действия чистого ДОКСа. Уникальный подход и полученные c его помощью данные открывают возможности для регулирования цитотоксической активности ДОКС и разработки методов направленного действия на клетки-мишени ГБ.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Б. М. Иванов

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: ivanovb661@yandex.ru

химический факультет

Россия, Москва

О. М. Антипова

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: ivanovb661@yandex.ru

химический факультет

Россия, Москва

Я. А. Слиман

ФГАУ “Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. академика Н. Н. Бурденко” Минздрава России; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: ivanovb661@yandex.ru
Россия, Москва; Долгопрудный

Н. С. Самойленкова

ФГАУ “Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. академика Н. Н. Бурденко” Минздрава России

Email: ivanovb661@yandex.ru
Россия, Москва

И. Н. Пронин

ФГАУ “Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. академика Н. Н. Бурденко” Минздрава России

Email: ivanovb661@yandex.ru
Россия, Москва

Г. В. Павлова

ФГАУ “Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. академика Н. Н. Бурденко” Минздрава России; ФБГУН “Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН”; ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова» Минздрава России

Email: ivanovb661@yandex.ru
Россия, Москва; Москва; Москва

А. М. Копылов

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: ivanovb661@yandex.ru

химический факультет

Россия, Москва

Список литературы

  1. Ai S., Duan J., Liu X., Bock S., Tian Y., Huang Z. Biological evaluation of a novel doxorubicin – peptide conjugate for targeted delivery to EGF receptor-overexpressing tumor cells. Mol. Pharm. 2011. 8 (2): 375–386.
  2. Akhtar N., Mohammed H. A., Yusuf M., Al-Subaiyel A., Sulaiman G. M., Khan R. A. SPIONs conjugate supported anticancer drug doxorubicin’s delivery: current status, challenges, and prospects. Nanomaterials. 2022. 12 (20): 3686.
  3. Alieva R. R., Zavyalova E. G., Tashlitsky V. N., Kopylov A. M. Quantitative characterization of oligomeric state of G-quadruplex antithrombin aptamers by size exclusion HPLC. Mendeleev Communications. 2019. 29 (4): 424–425.
  4. Horbinski C., Berger T., Packer R. J., Wen, P. Y. Clinical implications of the 2021 edition of the WHO classification of central nervous system tumours. Nat. Rev. Neurol. 2022. 18 (9): 515–529.
  5. Kopylov A. M., Fab L. V., Antipova O., Savchenko E. A., Revishchin A. V., Parshina V. V., Pavlova S. V., Kireev I. I., Golovin A. V., Usachev D. Y., Pavlova G. V. RNA aptamers for theranostics of glioblastoma of human brain. Biochemistry (Moscow). 2021. 86: 1012–1024.
  6. Liu T., Song P., Märcher A., Kjems J., Yang C., Gothelf K. V. Selective delivery of doxorubicin to EGFR+ cancer cells by Cetuximab–DNA conjugates. Chem. Bio. Chem. 2019. 20 (8): 1014–1018.
  7. Martins‐Teixeira M.B., Carvalho I. Antitumour anthracyclines: progress and perspectives. Chem. Med. Chem. 2020. 15 (11): 933–948.
  8. Minotti G., Menna P., Salvatorelli E., Cairo G., Gianni L. Anthracyclines: molecular advances and pharmacologic developments in antitumor activity and cardiotoxicity. Pharmacol. Rev. 2004. 56 (2): 185–229.
  9. Pérez-Arnaiz C., Busto N., Leal J. M., García B. New insights into the mechanism of the DNA/doxorubicin interaction. J. Phys. Chem B. 2014. 118 (5): 1288–1295.
  10. Pugazhendhi A., Edison T. N.J.I., Velmurugan B. K., Jacob J. A., Karuppusamy I. Toxicity of doxorubicin (Dox) to different experimental organ systems. Life Sci. 2018. 200: 26–30.
  11. Zavyalova E. G., Legatova V. A., Alieva R. S., Zalevsky A. O., Tashlitsky V. N., Arutyunyan A. M., Kopylov A. M. Putative mechanisms underlying high inhibitory activities of bimodular DNA aptamers to thrombin. Biomolecules. 2019. 9 (2): 41.
  12. Zavyalova E., Turashev A., Novoseltseva A., Legatova V., Antipova O., Savchenko E., Balk S., Golovin A., Pavlova G., Kopylov A. Pyrene-modified DNA aptamers with high affinity to wild-type EGFR and EGFRvIII. Nucl. Acid Therap. 2020. 30 (3): 175–187.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Спектрофотометрическое плавление двуцепочечного дуплекса ahh (а), аптамера GR20 (б) и конструкции удлиненного аптамера GR20h c комплементарным олигонуклеотидом h (в). На каждом графике приведены соб- ственно кривые плавления при 260 нм и их дифференциальный вид (снизу).

Скачать (160KB)
3. Рис. 2. Хроматограммы разделения аптамера GR20 (красная), его удлиненного варианта GR20h (голубая) и неко- валентной конструкции GR20hh (зеленая) (а). Сенсограммы связывания иммобилизованной конструкции GR20hh с рекомбинантным внеклеточным доменом белка EGFR (б). Схема образования ДНК-белкового комплекса, иллюстрирующего предыдущий пункт (в).

Скачать (117KB)
4. Рис. 3. Спектры эмиссии флуоресценции раствора ДОКСа (СДОКС = 1 мкМ) при добавлении GR20 (a) и конструк- ции GR20hh (б). Зависимость интенсивности максимума флуоресценции ДОКСа от соотношения концентраций олигонуклеотида и ДОКСа (в).

Скачать (167KB)
5. Рис. 4. Изменение клеточного индекса для клеток перевиваемой клеточной культуры ГБ Sus/fP2 при воздействии ДОКСа в концентрациях 0.05 мкМ и 1 мкМ (голубая и синяя линии) и ДОКСа, интеркалированного в конструк- цию GR20hh (оранжевая линия); интактные клетки Sus/fP2 без обработки (серая линия). Данные в стандартном представлении (а), данные в виде оригинальных дифференциальных кривых, отражающих скорость роста/гибели клеток (б).

Скачать (120KB)
6. Рис. 5. Возможная вторичная структура аптамера GR20 (а) и конструкции GR20hh (б).

Скачать (55KB)

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах