THE ROLE OF ALPHA-FETOPROTEIN RECEPTOR IN THE DELIVERY OF TARGETED PREPARATIONS IN ONCOLOGY


Cite item

Full Text

Abstract

There was executed the analysis of thematic literature during from 1956 to 2015 devoted to receptors to fetal proteins, including to alpha-fetoprotein (AFP) known in medicine as oncomarker and used by malignant cells for the organization of tumoral homeostasis. As protein carrier, AFP similar to albumin takes of vitally important molecules in a space «hydrophobic pocket» and moves inside a cell, but as the cancer-embryonal antigen (CEA) - determines the existence of a malignant tumor, but not the type of a neoplasm. On the bounding of AFP with teratogen and their internalization and delivery in an embryo there is based the development of ways of «address» delivery of substances into a cell. This is realized by means of receptor mediated endocytosis via specific membranous receptors to AFP (ReCAF) with high selectivity concerning malignant cells of various genesis. Up to 90% of all malignant cells of the human and tumor models for human and mammalians express AFP receptors, including rather recently opened stem tumor cells - the most probable source of metastasing. AFP production and expression of receptors is selectively raised in malignant tumors of patients and human tumor models. The hyperproduction of AFP and hyperexpression of ReCAF are related to the histologic type of tumor model and are characteristic for embrional cell tumors and hepatoblastomas with initially low drug sensitivity or with the resistance. When choosing the model it is necessary to consider that in different types of tumor cells ReCAF have specific features in cultivation which are not pronounced in conditions of an animal organism. More differentiated tumors are characterized by the larger level of the AFP production and a hyperexpression of ReCAF. The use of subcutaneous tumor xenografts signal for AFP localizations with the hyperexpression of receptors, allows to reveal mostly evidentially the effectiveness of the therapeutic system at the preclinical level. Address delivery of therapeutic systems created on the basis of AFP or its fragments is capable of causing the change of their pharmacological properties. The therapeutic prize is possible due to the induction of process of apoptosis via the mitochondrial pathway, but at the same time the fall in the cytotoxic capacity of system is possible.

About the authors

H. M Treshalina

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center

Email: treshalina@yandex.ru
д-р мед. наук, проф., руководитель лаборатории комбинированной терапии опухолей НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей; 115478, г. Москва, Каширское шоссе, д. 24 Moscow, 115478, Russian Federation

G. B Smirnova

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center

Moscow, 115478, Russian Federation

S. A Tsurkan

LLC «PSC «PharmAccess»

Moscow, 127322, Russian Federation

J. R Tcherkassova

LLC «PSC «PharmAccess»

Moscow, 127322, Russian Federation

N. A Lesnaya

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center

Moscow, 115478, Russian Federation

References

  1. Bergstrand C.G., Czar B. Factors influencing the serum haptoglobin level in infancy. Scand. J. Clin. Lab. Invest. 1956; 8: 174-9.
  2. Abelev G.I., Perova S., Khramkova N.I., Postnikova Z.A., Irlin I.S. Production of embryonal alpha-globulin by transplantable mouse hepatomas.Transplantation. 1963; 1: 174-80
  3. Моро Р.Дж. Обнаружение и лечение рака. Патент РФ №2161042; 1995.
  4. Абелев Г.И. Экспериментальные материалы по изучению некоторых фракций опухолевой ткани. Онтогенез. 1989; 20(6): 607-15.
  5. Deutsch H.F. Chemistry and biology of α-fetoprotien. Adv. Cancer Res. 1991; 56: 253-312.
  6. Молдогазиева Н.Т., Терентьев А.А. Альфа-фетопротеин и факторы роста. Структурно-функциональные взаимоотношения и аналогии. Успехи биологической химии. 2006; 46: 99-148.
  7. Решетников С.С. Иммуноферментный анализ альфа-фетопротеина, использование в диагностике заболеваний человека. Новости «Вектор-Бест». 1997; 4(6): 85-96.
  8. Еремина Е.Ю. Использование сывороточных онкомаркеров в диагностике злокачественных опухолей органов пищеварения. Гастроэнтерология. Экспериментальная и клиническая. 2011; (7): 91-8.
  9. Кобяков Г.Л., Абсалямова О.В., Аникеева О.Ю. и др. Практические рекомендации по лекарственному лечению первичных опухолей центральной нервной системы. Злокачественные опухоли. 2015; (4): 55-79.
  10. Черешнев В.А., Родионов С.Ю., Черкасов В.А. и др. Альфа-фетопротеин. Екатеринбург: УрО РАН; 2004.
  11. Винницкий В.Б. Онкогерминативная гипотеза опухолевого роста. Экспериментальная онкология. 1989; 11(6): 59-66.
  12. Гриневич Ю.А., Каменец Л.Я. Основы клинической иммунологии опухолей. Киев: Здоровье; 1986.
  13. Nomura N. et al. Clinical Features and prognosis of hepatocellular carcinoma with reference to serum alpha-fetoprotein levels. Cancer. 1989; 64(8): 1700-7.
  14. Nitsvetov M.B., Rodina A.V., Severin S.E. et al. Monoclonal antibodies to the AFP receptor and their activity. Biomarcers and Environ. 2001; 4(1-2): 51.
  15. Северин Е.С., Северин С.Е., Москалева Е.Ю., Посыпанова Г.А. Таргетная терапия рака. Природа. 2013; (1): 71-7.
  16. Trojan J. et al. Body, space and pain. Br. J. Exp. Pathol. 1989; 70(4): 469-78.
  17. Корыстов Ю.Н. Физиологическая и репаративная регенерация тканей - основной фактор онкогенеза. Успехи современной биологии. 1994; 114(5): 412-5.
  18. Thompson C.B. Apoptosis in the pathogenesis and treatment of disease. Science. 1995; 267: 1456-62.
  19. Шарапова О.А., Позднякова Н.В., Лауринавичюте Д.К. и др. Выделение и характеристика рекомбинантного фрагмента альфа-фетопротеина человека, соответствующего с-концевому структурному домену. Биоорганическая Химия. 2010; 36(6): 760-8.
  20. Быков В.Л. Гистология и общая гистология. СПб: Сотис; 2007.
  21. Батрак С.П. Использование эмбриональных тканей в лечебных целях. Врачебное дело. 1971; 110: 127-9.
  22. Naval J., Villacampa M.J., Goguel A.F., Uriel J. Cell-type specific receptors for alpha-fetoprotein in a mouse T-lymphoma cell line. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1985; 82: 3301-5.
  23. Moro R., Uriel J. Early localization of AFP in the developing nervous system of the chicken. Oncodevelop. Biol. Med. 1981; 2: 391-8.
  24. Uriel J. The physiological role of Alpha-Fetoprotein in cell growth differentiation. J. Nucl. Med. Allied Sci. 1979; 33(3): 12-7.
  25. Jacobson H.I., Bennett J.A., Mizejewski G.J. Inhibition of estrogen-dependent breast cancer growth by a reaction product of alpha-fetoprotein and estradiol. Cancer Res. 1990; 50(2): 415-20.
  26. Mizejewski G.J., Phillips L., Stoll W. In vitro studies of the abortogenic potential of anti-serum to alpha-fetoprotein. Int. J. Immunopharmacol. 1981; 3: 87-95.
  27. Лужков Ю.М., Москалева Е.Ю., Накашьян Раймонд, Посыпанова Г.А., Родина А.В., Северин Е.С. и др. Конъюгаты биологически активных веществ с альфа-фетопротеином, обладающие избирательным действием по отношению к раковым опухолям, способ их получения (варианты) и фармацевтическая композиция на их основе. Патент РФ № 2071351; 1997.
  28. Гороховец Н.В., Дигтярь А.В., Луценко Е.В., Луценко С.В., Макаров В.А., Посыпанова Г.А. и др. Противоопухолевый пептидный препарат на основе фрагмента альфа-фетопротеина, его конъюгат, фармацевтическая композиция и способ лечения гормонзависимых опухолей. Патент РФ № 2285537; 2006.
  29. Moro R., Tamaoki T., Wegmann T.G., Longnecker B.M., Laderoute M.P. Monoclonal antibodies directed against a widespread ancofetal antigen: The alpha-fetoprotein receptor. Tumor Biol. 1993; 14: 116-30.
  30. Батрак С.П. Использование эмбриональных тканей в лечебных целях. Врачебное дело. 1971; (10): 127-9.
  31. Ohkawa K., Tsukada Yu., Abe T., Takada K., Hibi N. Overcoming effect of antibody against rat alpha-fetoprotein (AFP) on the growth of daunorubicin-resistant mutant rat. Int. J. Cancer. 1989; 44(3): 489-93.
  32. Пак Н.А., Столярова В.М., Аутеншлюс А.И. О перспективе использования фетальных протеинов в терапии злокачественных опухолей. Новосибирск; 1997.
  33. Uriel J., Villacampa M.J., Moro R. et al. Uptake of radio labeled AFP by mouse mammary carcinomas and its usefulness in tumor scintigraphy. Cancer Res. 1984; 44: 5314-9.
  34. Шарапова О.А., Позднякова Н.В., Лауринавичюте Д.К. и др. Выделение и характеристика рекомбинантного фрагмента альфа-фетопротеина человека, соответствующего с-концевому структурному домену. Биоорганическая Химия. 2010; 36(6): 760-8.
  35. Пак В.Н. Композиция альфа-фетопротеина и индукторов апоптоза для лечения рака. Патент РФ № 2438695; 2010.
  36. Pak V. Teratogens against cancer. J. Stem Cell Res. Ther. 2014; 4: 9-13.
  37. Grabelnych O.I. The energetic functions of plant mitochondria under stress. J. Stress Physiol. Biochem. 2005; 1(1): 37-54.
  38. Пак В.Н. Тератогены против рака. Нанотехнологии: биотехнологии и медицина. 2013; 1(20): 55-57.
  39. Винницкий В.Б. Онкогерминативная гипотеза опухолевого роста. Экспериментальная онкология. 1989; 11(6): 59-66.
  40. Nunez N.A. et al. Biological activities of alpha-fetoprotein. Boca Raton: CRC Press Inc.; 1987; Vol. 1: 3-19.
  41. Игнатьева Г.А., Топтыгин А.Ю., Сеславина Л.С., Сидорович И.Г. Противоопухолевый эффект конъюгата альфа-фетопротеина с ристицином. В кн.: 1-я Национальная конференция Российской ассоциации аллергологов и клинических иммунологов «Современные проблемы аллергологии, клинической иммунологии и иммунофармакологии». М; 1997: 269.
  42. Рощин Е.М., Комов Д.В., Нечипай А.В. и др. Теоретическое обоснование и первые итоги клинического применения альфа-фетопротеина человека (АФП) и комплекса доксорубицин-эстрон (ДЭ) у больных злокачественными новообразованиями печени. В кн. Новое в онкологии. Воронеж; 1997; т. 2: 137-40.
  43. Тихонов А.В., Щербаков В.М., Шутов А.В. Способ получения препарата для направленной доставки противоопухолевых лекарств в раковую клетку. Патент РФ № 2026688, 1995.
  44. Cwley D.B., Simpson D.L., Herschman H.R. Asialoglycoprotein receptor mediates the toxic effects of an asialofetnin - diphteria toxin fragment A conjugate of cultured rat hepatocytes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1981; 78(6): 3383-7.
  45. Jacobson H., Bennet J., Mizejewski G. Inhibition of estrogen-dependent breast cancer growth by a reaction product of alpha-fetoprotein and estradiol. Cancer Res. 1990; 50: 415-20.
  46. Дубовик Е.Г., Годованный А.В., Василенко Е.А. Создание полимерных наночастиц, конъюгированных с фрагментом альфа-фетопротеина, для направленной доставки доксорубицина. В кн.: Материалы 6-ой Международной конференции «Биология: от молекулы до биосферы». Харьков; 2011: 138-9.
  47. Dudich E., Semenkova L., Gorbatova E. et al. Growth-regulative activity of human alpha-fetoprotein for different types of tumor and normal cells. Tumor Biol. 1998; 19: 30-40.
  48. Dudich E., Semenkova L., Dudich I. et al. α-Fetoprotein causes apoptosis in tumor cells via a pathway independent of CD95, TNFR1 and TNFR2 through activation of caspase-3-like proteases. Eur. J. Biochem. 1999; 266: 750-61.
  49. Semenkova L., Dudich E., Dudich I. et al. α-Fetoprotein positively regulates cytochrome c-mediated caspase activation and apoptosome complex formation. Eur. J. Biochem; 2003; 270: 4388-99.
  50. Северин С.Е., Родина А.В., Ницветов М.Б. и др. Регуляция противоопухолевой активности с помощью моноклональных антител к рецептору альфа-фетопротеина и иммунизации этим белком. Российский иммунологический журнал. 2001; 6(3): 249-57.
  51. Ницветов М.Б., Москалева Е.Ю., Посыпанова Г.А. и др. Экспрессия РеАФП в опухолевых и нормальных тканях человека. В кн.: Материалы 3й Научной конференции и школы-семинара для молодых ученых «Белки-маркеры патологических состояний». Астрахань-Москва; 2003: 14-9.
  52. Potapovich A., Pastore S., Kostyuk V.A. et al. a-Fetoprotein as a modulator of the pro-inflammatory response of human keratinocytes. Br. J. Pharmcol. 2009; 158: 1236-47.
  53. Smith C., Kelleher Ph. Biological Activities of Alpha-Fetoprotein / Eds G. Mizejeweski, H. Jacobson. 1989; Vol. 2: 35-43.
  54. Abelev G.I. Cell Differentiation and Neoplasia / Ed. G. Saunders. New York; 1978: 257-69.
  55. Abelev G., Elgort D. Alpha-fetoprotein. In: Cancer Medicine / Eds J. Holland, E. Frei. Philadelphia; 1982: 1089-99.
  56. Dmitrovsky E., Bost G., Chaganti R. Clinical and genetic features of human germ cell cancer. Cancer Surv. 1990; 9(2): 369-86.
  57. Kharkovskaya N.A., Svinolupova S.I., Khrustalev S.A. et al. Transplantable mouse hepatoblastoma: histologic, ultrastructural and immunohistochemical study. Exp. Pathol. 1990; 40: 283-9.
  58. Shipova L., Gleiberman A. AFP-synthesis induction in mouse hepatomas. Int. J. Cancer. 1985; 35: 235-8.
  59. Эрайзер Т.Л., Эльгорт Д.А., Абелев Г.И. Синтез α-фетопро-теина и альбумина гепатоцитами эмбриона человека. Бюл. экспер. биол. 1977; (6): 711-3.
  60. Faruta T., Kanematsu T., Matsumata T. et al. Clinicopathologic features of hepatocellular carcinoma in young patients. Cancer (Philad.). 1990; 66: 2395-8.
  61. Naval J., Villacampa M.-J., Goguel A.-F., Uriel J. Cell-type specific receptor for alpha-fetoprotein in a mouse T-lymphoma cell line. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1985; 82: 3301-5.
  62. Alava M., Iturralde M., Lampreave F. et al. Specific uptake of alfa-fetoprotein and albumin by rat Moriss 777 hepatoma cells. Tumor Biol. 1999; 20: 52-64.
  63. Северин Е.С., Караулов А.В., Москалева Е.Ю. и др. Характеристика чувствительных и резистентных к доксорубицину опухолевых клеточных линий по уровню экспрессии рецептора альфа-фетопротеина и способности к рецепторопосредованному эндоцитозу. Мол. Мед. 2003; (2): 57-60.
  64. Uriel J., Villacampa M.J., Moro R. et al. Uptake of radiolabeled AFP by mouse mammary carcinomas and its usefulness in tumor scintigraphy. Cancer Res. 1984; 44: 5314-9.
  65. Moro R., Heuguerot C., Vercelli-Retta J. et al. The use of radioiodinated AFP for. the scintigraphic detection of mouse mammary carcinomas. Nucl. Med. Comm. 1984; 5: 5-12.
  66. Hajeri-Germond M., Naval J., Trojan J. et al. The uptake of AFP by C1300 mouse neuroblastoma cells. Br. J. Cancer. 1985; 51: 791-6.
  67. Uriel J., Puopon M.F., Geuskens M. Alphafoetoprotein uptake by cloned cell lines derived from a nickel-induced rat rhabdomyosarcoma. Br. J. Cancer. 1983; 48: 263.
  68. Villacampa M.J., Moro R., Naval J. et al. AFP receptors in a human breast cancer cell line. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1984; 122: 1322-7.
  69. Laborda J., Naval J., Aliouche M. et al. Specific uptake of alpha-fetoprotein by malignant human lymphoid. Int. J. Cancer. 1987; 40: 314-8.
  70. Torres J.M., Anel A., Uriel J. AFP-mediated uptake of fatty acids by human T-lymphocytes. J. Cell. Physiol. 1992; 150: 456-2.
  71. Benevolensky S.V., Marchenko A.N., Kozlov D.G., Zatsepin S.S., Shingarova L.N., Dudich I.V. et al. Recombinant Alpha-fetoprotein and Method of Preparing. Patent US № 7910327 B2, 2011.
  72. Suzuki Y., Zeng C.Q., Alpert E. Isolation and partial characterization of a specific alpha-fetoprotein receptor on human monocytes. J. Clin. Invest. 1992; 90: 1530-6.
  73. Esteban C., Gueskens M., Uriel J. Activation of an Alpha-Fetoprotein (AFP) receptor autocrine loop in HT-29 human colo carcinoma cells. Int. J. Cancer. 1991; 49: 425-30.
  74. Severin S.E., Posypanova G.A., Sotnichenko A.I. Anti-tumor activity of a covalent conjugate of the endiene antibiotic esperamicin Al with human alpha-fetoproteinet. Dokl. Acad. Nauk. 1999; 366(4): 561-4.
  75. Северин С.Е., Москалева Е.Ю., Посыпанова Г.А. Таргетная терапия рака. Природа. 2013; (1): 71-7.
  76. Трещалина Е.М. Коллекция опухолевых штаммов человека. М. Практическая медицина. 2009; 27-9.

Copyright (c) 2017 Eco-Vector


 


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies