Устойчивость и восстановление чувствительности опухолевых клеток, инфицированных цитомегаловирусом человека, к доксорубицину при сочетанном применении с дисперсным фуллереном dC60

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Цитомегаловирусная инфекция способна индуцировать развитие резистентности опухолевых клеток к химиотерапевтическим препаратам посредством модуляции апоптотических путей. В поиске альтернативных препаратов, направленных на преодоление вирус-ассоциированной резистентности, перспективным направлением является применение наноматериалов (дисперсной формы фуллерена dC60). Возможность преодоления вирус-ассоциированной лекарственной устойчивости открывает новые возможности для разработки комбинированных терапевтических стратегий в лечении опухолей.

Цель ‒ оценить влияние цитомегаловирусной инфекции на резистентность клеток гепатокарциномы и промиелоцитарного лейкоза к доксорубицину, а также потенциал дисперсного фуллерена dC60 в восстановлении чувствительности к химиотерапии доксорубицином клеток моноцитарной лейкемии.

Материалы и методы. Исследовали клетки: гепатокарциномы (Huh 7.5), промиелоцитарного лейкоза (HL-60), моноцитарной лейкемии (THP-1); цитомегаловирус (штамм AD169). Экспериментальная часть включала общепринятые культуральные и вирусологические методы, иммуноцитохимию, иммуноблотинг, полимеразную цепную реакцию в режиме реального времени, полимеразную цепную реакцию с обратной транскрипцией, МТТ-тест.

Результаты. Цитомегаловирусная инфекция в клетках гепатокарциномы и промиелоцитарного лейкоза снижала цитотоксическое действие доксорубицина на 30%. В клетках моноцитарной лейкемии сочетанное применение доксорубицина с дисперсным фуллереном dC60 приводило к восстановлению чувствительности инфицированных клеток к химиотерапии. При этом 93% гибель опухолевых клеток достигалась с применением доксорубицина в ٢ раза меньшей концентрации.

Заключение. Цитомегаловирусная инфекция формирует резистентность к доксорубицину на гемопоэтических (клетки промиелоцитарного лейкоза и моноцитарной лейкемии) и солидных (клетки гепатокарциномы) опухолевых моделях. Примечательно, что сочетанное действие доксорубицина с дисперсным фуллереном dC60 не только позволяет преодолевать вирус-опосредованную лекарственную устойчивость в клетках моноцитарной лейкемии, но и позволяет достичь выраженного цитотоксического эффекта при сниженных концентрациях доксорубицина, что открывает перспективы для разработки комбинированных терапевтических схем со сниженной токсичностью.

Об авторах

Яна Юрьевна Чернорыж

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: revengeful_w@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9848-8515

канд. мед. наук, научный сотрудник лаборатории молекулярной диагностики

Россия, 123098, Москва

Кирилл Иванович Юрлов

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России

Email: kir34292@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4694-2445

научный сотрудник лаборатории клеточной инженерии

Россия, 123098, Москва

Татьяна Владимировна Гребенникова

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России

Email: t_grebennikova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6141-9361

д-р биол. наук, профессор, чл.-корр. РАН, заместитель директора по научной работе подразделения Института вирусологии им. Д.И. Ивановского, руководитель Испытательного центра

Россия, 123098, Москва

Сергей Михайлович Андреев

ФГБУ «ГНЦ Институт иммунологии» ФМБА России

Email: andsergej@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8297-579X

канд. хим. наук, зав. лаб. пептидных иммуногенов

Россия, 115522, Москва

Екатерина Ивановна Леснова

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России

Email: wolf252006@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2801-6843

научный сотрудник лаборатории клеточной инженерии

Россия, 123098, Москва

Руслан Александрович Симонов

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России

Email: simonoff.ra@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7706-8228

лаборант-исследователь лаборатории клеточной инженерии

Россия, 123098, Москва

Наталья Евгеньевна Федорова

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России

Email: ninani@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8466-7993

канд. биол. наук, ведущий научный сотр. лаборатории клеточной инженерии

Россия, 123098, Москва

Алла Александровна Кущ

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России

Email: vitallku@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3396-5533

д-р биол. наук, проф., ведущий научный сотр. лаборатории клеточной инженерии

Россия, 123098, Москва

Список литературы

  1. Cao J., Li D. Searching for human oncoviruses: Histories, challenges, and opportunities. J. Cell. Biochem. 2018; 119(6): 4897–906. https://doi.org/10.1002/jcb.26717
  2. de Wit R.H., Mujić-Delić A., van Senten J.R., Fraile-Ramos A., Siderius M., Smit M.J. Human cytomegalovirus encoded chemokine receptor US28 activates the HIF-1α/PKM2 axis in glioblastoma cells. Oncotarget. 2016; 7(42): 67966–85. https://doi.org/10.18632/oncotarget.11817
  3. Lepiller Q., Abbas W., Kumar A., Tripathy M.K., Herbein G. HCMV activates the IL-6-JAK-STAT3 axis in HepG2 cells and primary human hepatocytes. PLoS One. 2013; 8(3): e59591. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0059591
  4. El Baba R., Herbein G. Immune landscape of CMV infection in cancer patients: from “canonical” diseases toward virus-elicited oncomodulation. Front. Immunol. 2021; 12: 730765. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.730765
  5. Herbein G. Tumors and cytomegalovirus: an intimate interplay. Viruses. 2022; 14(4): 812. https://doi.org/10.3390/v14040812
  6. Fedorova N.E., Chernoryzh Y.Y., Vinogradskaya G.R., Emelianova S.S., Zavalyshina L.E., Yurlov K.I., et al. Inhibitor of polyamine catabolism MDL72.527 restores the sensitivity to doxorubicin of monocytic leukemia THP-1 cells infected with human cytomegalovirus. Biochimie. 2019; 158: 82–9. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2018.12.012
  7. Чернорыж Я.Ю., Юрлов К.И., Симонов Р.А., Федорова Н.Е., Кущ А.А. Сверхранние белки цитомегаловируса участвуют в установлении резистентности к противоопухолевому антибиотику доксорубицину инфицированных клеток лейкемии ТНР-1. Актуальная биотехнология. 2019; (3): 385–8. https://elibrary.ru/xabsiq
  8. Osman A.M., Bayoumi H.M., Al-Harthi S.E., Damanhouri Z.A., Elshal M.F. Modulation of doxorubicin cytotoxicity by resveratrol in a human breast cancer cell line. Cancer Cell Int. 2012; 12(1): 47. https://doi.org/10.1186/1475-2867-12-47
  9. Schroeter A., Marko D. Resveratrol modulates the topoisomerase inhibitory potential of doxorubicin in human colon carcinoma cells. Molecules. 2014; 19(12): 20054–72. https://doi.org/10.3390/molecules191220054
  10. Daglioglu C., Okutucu B. Therapeutic effects of AICAR and DOX conjugated multifunctional nanoparticles in sensitization and elimination of cancer cells via survivin targeting. Pharm. Res. 2017; 34(1): 175–84. https://doi.org/10.1007/s11095-016-2053-7
  11. Gu Y., Li J., Li Y., Song L., Li D., Peng L., et al. Nanomicelles loaded with doxorubicin and curcumin for alleviating multidrug resistance in lung cancer. Int. J. Nanomedicine. 2016; 11: 5757–70. https://doi.org/10.2147/ijn.s118568
  12. Herath N.I., Devun F., Herbette A., Lienafa M.C., Chouteau P., Sun J.S., et al. Potentiation of doxorubicin efficacy in hepatocellular carcinoma by the DNA repair inhibitor DT01 in preclinical models. 2017; 27(10): 4435–44. https://doi.org/10.1007/s00330-017-4792-1
  13. Goodarzi S., Ros T.D., Conde J., Sefat F., Mozafari M. Fullerene: Biomedical engineers get to revisit an old friend. Materials Today. 2017; 20(8): 460–80. https://doi.org/10.1016/j.mattod.2017.03.017
  14. Shershakova N.N., Andreev S.M., Tomchuk A.A., Makarova E.A., Nikonova A.A., Turetskiy E.A., et al. Wound healing activity of aqueous dispersion of fullerene C60 produced by “green technology”. Nanomedicine. 2023; 47: 102619. https://doi.org/10.1016/j.nano.2022.102619
  15. Xu P.Y., Li X.Q., Chen W.G., Deng L.L., Tan Y.Z., Zhang Q., et al. Progress in antiviral fullerene research. Nanomaterials (Basel). 2022; 12(15): 2547. https://doi.org/10.3390/nano12152547
  16. Sinegubova E.O., Kraevaya O.A., Volobueva A.S., Zhilenkov A.V., Shestakov A.F., Baykov S.V., et al. Water-soluble fullerene C60 derivatives are effective inhibitors of influenza virus replication. Microorganisms. 2023; 11(3): 681. https://doi.org/10.3390/microorganisms11030681
  17. Mashino T. Development of bio-active fullerene derivatives suitable for drug. Yakugaku Zasshi. 2022; 142(2): 165–79. https://doi.org/10.1248/yakushi.21-00188 (in Japanese)
  18. Klimova R., Andreev S., Momotyuk E., Demidova N., Fedorova N., Chernoryzh Y., et al. Aqueous fullerene C60 solution suppresses herpes simplex virus and cytomegalovirus infections. Fuller. Nanotub. Carbon Nanostructures. 2020; 28(6): 487–99. https://doi.org/10.1080/1536383X.2019.1706495
  19. Schiller J.T., Lowy D.R. An introduction to virus infections and human cancer. Recent Results Cancer Res. 2021; 217: 1–11. https://doi.org/10.1007/978-3-030-57362-1_1
  20. Chen C.J., You S.L., Hsu W.L., Yang H.I., Lee M.H., Chen H.C., et al. Epidemiology of virus infection and human cancer. Recent Results Cancer Res. 2021; 217: 13–45. https://doi.org/10.1007/978-3-030-57362-1_2
  21. Herbein G. High-risk oncogenic human cytomegalovirus. Viruses. 2022; 14(11): 2462. https://doi.org/10.3390/v14112462
  22. Francis S.S., Wallace A.D., Wendt G.A., Li L., Liu F., Riley L.W., et al. In utero cytomegalovirus infection and development of childhood acute lymphoblastic leukemia. Blood. 2017; 129(12): 1680–4. https://doi.org/10.1182/blood-2016-07-723148
  23. Чернорыж Я.Ю., Федорова Н.Е., Юрлов К.И., Симонов Р.А., Корнев А.Б., Карпов Д.С. и др. Резистентность клеток лейкемии ТНР-1, инфицированных цитомегаловирусом, к противоопухолевому антибиотику доксорубицину и восстановление чувствительности ингибиторами молекулярного пути PI3K/AKT/mTOR. Доклады Академии наук. 2019; 489(4): 433–7. https://doi.org/10.31857/S0869-56524894433-437 https://elibrary.ru/cbjgwc
  24. Емельянова С.С., Чернорыж Я.Ю., Юрлов К.И., Закирова Н.Ф., Виноградская Г.Р., Вербенко В.Н. Цитомегаловирус индуцирует устойчивость опухолевых клеток ТНР-1 к химиотерапии, влияя на метаболизм полиаминов. Актуальная биотехнология. 2019; (3): 585–8. https://elibrary.ru/ivwogg
  25. Xu S., Schafer X., Munger J. Expression of oncogenic alleles induces multiple blocks to human cytomegalovirus infection. J. Virol. 2016; 90(9): 4346–56. https://doi.org/10.1128/jvi.00179-16
  26. Чернорыж Я.Ю., Федорова Н.Е., Юрлов К.И., Иванов А.В., Кущ А.А. Сочетанное применение противоопухолевого антибиотика доксорубицина и ингибитора МTOR-рапамицина восстанавливает чувствительность клеток лейкемии ТНР-1, инфицированных цитомегаловирусом, и снижает цитотоксичность доксорубицина. Гены и клетки. 2019; 14(3): 70–1. https://elibrary.ru/yrchfk
  27. Чернорыж Я.Ю., Федорова Н.Е., Корнев А.Б., Иванов А.В., Кущ А.А. Ингибиторы mTOR снимают блок апоптоза, вызванный ЦМВ инфекцией опухолевых клеток ТНР-1, обработанных доксорубицином. Вестник Биомедицина и социология. 2018; 3(4): 45–8. https://elibrary.ru/vqfxea

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Цитотоксическое действие ДОКС на клетки Huh 7.5 (а) и HL-60 (б).

Скачать (702KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Динамика содержания ДНК ЦМВ (а) и вирусных белков IE1-p72 и pp65 (б) в клетках Huh 7.5 и HL-60 с 1-х по 14-е сутки после инфицирования.

Скачать (471KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Цитотоксическое действие ДОКС на клетки Huh 7.5 и HL-60, инфицированные ЦМВ.

Скачать (455KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Сочетанное действие ДОКС и дисперсного фуллерена dC60 на клетки THP-1, инфицированные ЦМВ.

Скачать (607KB)
Метаданные

© Чернорыж Я.Ю., Юрлов К.И., Гребенникова Т.В., Андреев С.М., Леснова Е.И., Симонов Р.А., Федорова Н.Е., Кущ А.А., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».