GALA3-containing modular nanotransporters are capable of delivering Keap1 monobody to target cells and inhibiting the formation of reactive oxygen species in the cells

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

In the previously created modular nanotransporter (MNT) capable of delivering a monobody to Keap1 into the cytosol, the translocation domain of diphtheria toxin (DTox) was replaced by the endosomolytic peptide GALA3. It was found that this substitution more than doubles the lifetime of MNT in the blood. Using confocal microscopy, it was shown that MNT with GALA3 was internalized into AML12 cells mainly due to binding to the epidermal growth factor receptor, and is also able to exit from endosomes into the cytosol. Using cellular thermal shift assay, it was shown that MNT with GALA3 and MNT with DTox are equally effective in disrupting the formation of the Nrf2 complex with Keap1, which led to similar protection of AML12 cells from the action of hydrogen peroxide. The obtained results allow not only to optimize the systemic use of MNT, but can also serve as a basis for creating agents aimed at treating diseases associated with oxidative stress.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Y. V. Khramtsov

Institute of Gene Biology, RAS

Email: alsobolev@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

E. S. Bunin

Institute of Gene Biology, RAS

Email: alsobolev@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

A. V. Ulasov

Institute of Gene Biology, RAS

Email: alsobolev@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

T. N. Lupanova

Institute of Gene Biology, RAS

Email: alsobolev@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

G. P. Georgiev

Institute of Gene Biology, RAS

Email: alsobolev@yandex.ru

Corresponding Member of the RAS

Russian Federation, Moscow

A. S. Sobolev

Institute of Gene Biology, RAS; Lomonosov Moscow State University

Author for correspondence.
Email: alsobolev@yandex.ru

Academician of the RAS

Russian Federation, Moscow; Moscow

References

  1. Bellezza I., Giambanco I., Minelli A., et al. // Acta Mol. Cell Res. 2018. V. 1865(5). P. 721–733.
  2. Hayes J.D., Dinkova-Kostova A.T. // Trends Biochem. Sci. 2014. V. 39(4). P. 199–218.
  3. Yamamoto M., Kensler T.W., Motohashi H. // Physiol. Rev. 2018. V. 98(3). P. 1169–1203.
  4. Robledinos-Anton N., Fernandez-Gines R., Manda G., et al. // Oxid. Med. Cell Longev. 2019. V. 2019. 9372182.
  5. Ngo V., Duennwald M.L. // Antioxidants. (Basel). 2022. V. 11(12).
  6. Taguchi K., Kensler T.W. // Arch. Pharm. Res. 2020. V. 43(3). P. 337–349.
  7. Patra U., Mukhopadhyay U., Sarkar R., et al. // Antivir. Res. 2019. V. 161. P. 53–62.
  8. Olagnier D., Farahani E., Thyrsted J., et al. // Nat. Commun. 2020. V. 11. 4938.
  9. Khramtsov Y.V., Ulasov A.V., Slastnikova T.A., et al. // Pharmaceutics. 2023. V. 15. 2687.
  10. Khramtsov Y.V., Ulasov A.V., Rosenkranz A.A., et al. // Dokl. Biochem. Biophys. 2018. V 478. P. 55–57.
  11. Aloia T.A., Fahy B.N. // Expert Rev. Anticancer Ther. 2010. V. 10. P. 521–527.
  12. Nikitin N.P., Zelepukin I.V., Shipunova V.O., et al. // Nat. Biomed. Eng. 2020. V. 4(7). P. 717–731.
  13. An Q., Lei Y., Jia N., et al. // Biomol. Eng. 2007. V. 24. P. 643–649.
  14. Pfister D., Morbidelli M. // J. Contr. Release. 2014. V. 180. P. 134–149.
  15. Rosenkranz A.A., Ulasov A.V., Slastnikova T.A., et al. // Biochemistry (Moscow). 2014. V. 79(9). P. 928–946.
  16. Li C., Cao X.W., Zhao J., et al. // J. Membr. Biol. 2020. V. 253(2). P. 139–152.
  17. Khramtsov Y.V., Ulasov A.V., Rosenkranz A.A., et al. // Phramaceutics. 2024. V. 16. 1345.
  18. Khramtsov Y.V., Ulasov A.V., Rosenkranz A.A., et al. // Phramaceutics. 2023. V. 15. 324.
  19. Murphy M.P., Bayir H., Belousov V., et al. // Nat. Metab. 2022. V. 4(6). P. 651–662.
  20. Thurber G.M., Dane W.K. // J. Theor. Biol. 2012. V. 314. P. 57–68.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Schematic structure of the MNT used in this work. The description of the modules is given in the text.

Download (83KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Evaluation of the time dependence of the concentration of MNTDk-AF488 and MNTGk-AF488 in the blood of BALB/c mice based on the AF488 fluorescence intensity. The fluorescence of MNTDk-AF488 and MNTGk-AF488 immediately after intravenous administration was taken as 100%. Mean values ​​± standard error are shown (n = 4–5).

Download (64KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dependence of the proportion of free Nrf2 at physiological temperatures (37°C) on the incubation time of 500 nM MNTG or MNTD with AML12 cells. Data are presented as mean values ​​± standard deviation.

Download (70KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Effect of preincubation of AML12 cells with 500 nM MNTG or MNTD for 5 min on cDCF fluorescence induced by adding 10 μM hydrogen peroxide to the cells for 15 min. The time between MNT addition and fluorescence measurement is indicated. Data are presented as mean ± SEM.

Download (67KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

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».