Biological activity of SAD-2: a novel original STING pathway activator

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: STING pathway activators with targeted delivery to tumor nodules are a promising option in cancer immunotherapy, especially as immunoconjugates. Existing compounds, such as MSA-2, are insufficiently effective as active immunoconjugate components, necessitating the development of new, more active compounds.

AIM: The work aimed to examine the biological activity of the new compound SAD-2 and assess its potential as a new immunobiological drug for cancer therapy.

METHODS: The work used contemporary methods of fine organic synthesis and analysis of the resulting compounds. MSA-2 was obtained from veratrole by multistage synthesis. SAD-2 was synthesized from MSA-2 by esterification with isopropyl alcohol in the presence of thionyl chloride. The antiproliferative activity of the compounds was assessed by the MTT method using colorectal cancer cell lines and human peripheral blood mononuclear cells. The induction of the interferon beta gene was assessed by real-time polymerase chain reaction using the human monocytic cell line THP-1.

RESULTS: The new compound SAD-2 had 200–500 times higher antiproliferative activity according to IC50 than the existing compound MSA-2. Both MSA-2 and SAD-2 are active only in the presence of immune cells. SAD-2 showed 5–60 times higher relative induction of the IFNB1 gene than MSA-2, depending on the incubation time.

CONCLUSION: SAD-2 is a promising new compound for developing immunoconjugates for targeted STING pathway activation in tumor nodules.

About the authors

Yana O. Sadovskaya

Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Author for correspondence.
Email: ja.sadovskaja@ronc.ru
ORCID iD: 0009-0009-7115-7797
SPIN-code: 8572-7717
Russian Federation, Moscow

Dmitriy V. Gusev

Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Email: d.gusev@ronc.ru
ORCID iD: 0000-0003-0218-8265
SPIN-code: 4613-3230
Russian Federation, Moscow

Anastasia O. Karimova

Blokhin National Medical Research Center of Oncology; National Research University Higher School of Economics

Email: a.karimova@ronc.ru
ORCID iD: 0009-0000-0317-9948
SPIN-code: 8054-2753
Russian Federation, Moscow; Moscow

Mikhail A. Ryzhikov

Blokhin National Medical Research Center of Oncology; National Research University Higher School of Economics

Email: m.ryzhikov@ronc.ru
ORCID iD: 0009-0000-2292-8537
Russian Federation, Moscow; Moscow

Margarita G. Khotuleva

Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Email: m.khotuleva@ronc.ru
ORCID iD: 0009-0008-6104-5233
Russian Federation, Moscow

Danila M. Zaichenko

Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Email: danilamihailovich@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0241-0065
SPIN-code: 3667-5888
Russian Federation, Moscow

Olga N. Solopova

Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Email: o.solopova@ronc.ru
ORCID iD: 0000-0002-5465-6094
SPIN-code: 2807-7709

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Moscow

References

  1. Couillin I, Riteau N. STING Signaling and Sterile Inflammation. Frontiers in Immunology. 2021;12:753789. doi: 10.3389/fimmu.2021.753789 EDN: DYVWKT
  2. Zhang H, You QD, Xu XL. Targeting Stimulator of Interferon Genes (STING): A Medicinal Chemistry Perspective. Journal of Medicinal Chemistry. 2020;63(8):3785–3816. doi: 10.1021/acs.jmedchem.9b01705 EDN: DRPDFZ
  3. Zhao J, Tong A, Liu J, Xu M, Mi P. Tumor-targeting nanocarriers amplified immunotherapy of cold tumors by STING activation and inhibiting immune evasion. Science Advances. 2025;11(26):eadr1728. doi: 10.1126/sciadv.adr1728
  4. Yang J, Ding H, Shuai B, et al. Mechanism and effects of STING–IFN-I pathway on nociception: A narrative review. Frontiers in Molecular Neuroscience. 2022;15:1081288. doi: 10.3389/fnmol.2022.1081288
  5. Hussain B, Xie Y, Wang W, et al. Activation of STING Based on Its Structural Features. Frontiers in Immunology. 2022;13:859367. doi: 10.3389/fimmu.2022.859367 EDN: YOUTHJ
  6. Parker B, Rautela J, Hertzog P. Antitumour actions of interferons: implications for cancer therapy. Nature Reviews Cancer. 2016;16(3):131–144. doi: 10.1038/nrc.2016.14
  7. Yu X, Cai L, Yao J, Li C, Wang X. Agonists and Inhibitors of the cGAS-STING Pathway. Molecules. 2024;29(13):3121. doi: 10.3390/molecules29133121 EDN: FWOVPI
  8. Yang J, Luo Z, Ma J, et al. A next-generation STING agonist MSA-2: From mechanism to application. Journal of Controlled Release. 2024;371:273–287. doi: 10.1016/j.jconrel.2024.05.042 EDN: FQCKDU
  9. Yi M, Niu M, Wu Y, et al. Combination of oral STING agonist MSA-2 and anti-TGF-β/PD-L1 bispecific antibody YM101: a novel immune cocktail therapy for non-inflamed tumors. Journal of Hematology & Oncology. 2022;15(1):142. doi: 10.1186/s13045-022-01363-8 EDN: HKNHIB
  10. Liu Y, Uras G, Onuwaje I, et al. Novel inhibitors of AChE and Aβ aggregation with neuroprotective properties as lead compounds for the treatment of Alzheimer’s disease. European Journal of Medicinal Chemistry. 2022;235:114305. doi: 10.1016/j.ejmech.2022.114305 EDN: MVUOZK
  11. Sailer A, Ermer F, Kraus Y, et al. Hemithioindigos for Cellular Photopharmacology: Desymmetrised Molecular Switch Scaffolds Enabling Design Control over the Isomer‐Dependency of Potent Antimitotic Bioactivity. ChemBioChem. 2019;20(10):1305–1314. doi: 10.1002/cbic.201800752 EDN: DAGBRG
  12. Mukherjee C, Kamila S, De A. Application of Directed Metalation in Synthesis. Part 4: Expedient Synthesis of Substituted Benzo[b]thiophene and Naphthothiophene. Tetrahedron. 2003;59(26):4767–4774. doi: 10.1016/S0040-4020(03)00724-5 EDN: BJFOLJ
  13. Zhang A, Geng M, Ding C, et al. Fluorine-Containing Substituted Benzothiophene Compound, and Pharmaceutical Composition and Application Thereof. Canada patent CA3125505C. March 1, 2022. Available from: https://patents.google.com/patent/CA3125505C/en
  14. Patent RUS № 2811736/ 16.01.2024. Solopova ON, Gusev DV, Kosorukov VS, et al. A new chemical compound that stimulates the production of human interferon-beta by activating the STING signaling pathway, and a method for its production. Available from: https://patents.google.com/patent/RU2811736C1/ru (In Russ.) EDN: BBAVTF
  15. Patent RUS № 2739261/ 22.12.2020. Aliev TK, Panina AA, Sveshnikov PG, et al. Method for quantitative determination of anti-proliferative activity of human Interferon-beta. Available from: https://patents.google.com/patent/RU2739261C1/ru (In Russ.) EDN: PQZPDV
  16. Altman MD, Cash BD, Chang W, et al. Benzo[b]thiophene Compounds as STING Agonists. United States patent US10703738B2. July 7, 2020. Available from: patents.google.com›patent/US10703738B2/en
  17. Chen X, Meng F, Xu Y, et al. Chemically programmed STING-activating nano-liposomal vesicles improve anticancer immunity. Nature Communications. 2023:14(1):4584. doi: 10.1038/s41467-023-40312-y EDN: JXETMC
  18. Barber GN. STING: infection, inflammation and cancer. Nature Reviews Immunology. 2015;15(12):760–770. doi: 10.1038/nri3921
  19. De Rosa C, Iommelli F, De Rosa V, et al. PBMCs as Tool for Identification of Novel Immunotherapy Biomarkers in Lung Cancer. Biomedicines. 2024;12(4):809. doi: 10.3390/biomedicines12040809 EDN: XZIDKQ
  20. Sazonova EV, Chesnokov MS, Zhivotovsky B, et al. Drug toxicity assessment: cell proliferation versus cell death. Cell Death Discov. 2022:8:417. doi: 10.1038/s41420-022-01207-x
  21. Panina AA, Rybchenko VS, Solopova ON, et al. Recombinant bispecific antibodies to the human ErbB2 receptor and interferon-beta. Acta Naturae. 2020;12(2):95–104. doi: 10.32607/actanaturae.11156 EDN: OREPGE
  22. Thomsen EA, Andersen S, Marqvorsen MHS, et al. Single-Cell Monitoring of Activated Innate Immune Signaling by a d2eGFP-Based Reporter Mimicking Time-Restricted Activation of IFNB1 Expression. Frontiers in cellular and infection microbiology. 2022;11:784762. doi: 10.3389/fcimb.2021.784762
  23. Mikhalkevich N, Russ E, Iordanskiy S. Cellular RNA and DNA sensing pathways are essential for the dose-dependent response of human monocytes to ionizing radiation. Frontiers in Immunology. 2023;14:1235936. doi: 10.3389/fimmu.2023.1235936
  24. Lai Z, Zhang Y, Hu X, et al. Therapeutic Effect of Brucea Javanica Oil Emulsion in Mice with Irinotecan-Induced Delayed Diarrhea. Drug Des Devel Ther. 2025;19:5329–5347. doi: 10.2147/DDDT.S517973
  25. Pan BS, Perera SA, Piesvaux JA, et al. An orally available non-nucleotide STING agonist with antitumor activity. Science. 2020;369(6506):eaba6098. doi: 10.1126/science.aba6098 EDN: GBYZWZ
  26. Gehrcken L, Deben C, Smits E, et al. STING Agonists and How to Reach Their Full Potential in Cancer Immunotherapy. Adv Sci (Weinh). 2025;12(17):e2500296. doi: 10.1002/advs.202500296
  27. Nie J, Zhou L, Tian W, et al. Deep insight into cytokine storm: from pathogenesis to treatment. Sig Transduct Target Ther. 2025;10(1):112. doi: 10.1038/s41392-025-02178-y

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

License URL: https://eco-vector.com/for_authors.php#07
 


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».