mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-IIS-16926mimmun-3056Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSУвеличение сывороточного IL-4 как ответ на терапию венетоклаксом в ксенографтных моделях острого миелоидного лейкозаIncrease in serum IL-4 in response to venetoclax therapy in xenograft models of acute myeloid leukaemiaБогдановаД. А.BogdanovaD. A.

Богданова Дарья Алексеевна - аспирант, младший научный сотрудник, направление «Иммунобиология и биомедицина», 354340, Краснодарский край, Федеральная территория «Сириус», Олимпийский пр., 1;

младший научный сотрудник, Санкт-Петербург

Daria A. Bogdanova - Postgraduate Student, Junior Research Associate, 1 Olympic Ave, Federal Territory Sirius, Krasnodar Region 354340;

Junior Research Associate, St. Petersburg

dasha351rus@gmail.comШиндяпинВ. В.ShindyapinV. V.

аспирант, младший научный сотрудник, направление «Иммунобиология и биомедицина»,

354340, Краснодарский край, Федеральная территория «Сириус», Олимпийский пр., 1

Postgraduate Student, Junior Research Associate, 

 1 Olympic Ave, Federal Territory Sirius, Krasnodar Region 354340

КолосоваЕ. Д.KolosovaE. D.

лаборант-исследователь,

Санкт-Петербург

Senior Laboratory Assistant,

St. Petersburg

ПухальскаяТ. В.PukhalskayaT. V.

магистр, 354340, Краснодарский край, Федеральная территория «Сириус», Олимпийский пр., 1;

лаборант-исследователь, Санкт-Петербург

Master Student, 1 Olympic Ave, Federal Territory Sirius, Krasnodar Region 354340;

Senior Laboratory Assistant, St. Petersburg

БудкинаН. А.BudkinaN. A.

магистр,

354340, Краснодарский край, Федеральная территория «Сириус», Олимпийский пр., 1

Master Student, 1 Olympic Ave, Federal Territory Sirius, Krasnodar Region 354340

ШатиловаА. А.ShatilovaA. A.

младший научный сотрудник НИО иммуноонкологии НИЦ персонализированной онкологии НЦМУ «Центр персонализированной медицины», Санкт-Петербург;

младший научный сотрудник ОНК «Институт медицины и наук о жизни (МЕДБИО)», г. Калининград

Junior Research Associate, World-Class Research Centre for Personalized Medicine, St. Petersburg;

Junior Research Associate, Kaliningrad

ДемидовО. Н.DemidovO. N.

д.м.н., профессор, 354340, Краснодарский край, Федеральная территория «Сириус», Олимпийский пр., 1;

в.н.с., Санкт-Петербург

PhD, MD (Medicine), Professor, 1 Olympic Ave, Federal Territory Sirius, Krasnodar Region 354340;

Senior Research Associate, St. Petersburg

АНОО ВО «Научно-технологический университет “Сириус”»; Институт цитологии Российской академии наукРоссияSirius University of Science and Technology; Institute of Cytology, Russian Academy of SciencesRussian FederationАНОО ВО «Научно-технологический университет “Сириус”»РоссияSirius University of Science and TechnologyRussian FederationИнститут цитологии Российской академии наукРоссияInstitute of Cytology, Russian Academy of SciencesRussian FederationФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени В.А. Алмазова» Министерства здравоохранения РФ; ОНК «Институт медицины и наук о жизни (МЕДБИО)» ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени И. Канта»РоссияAlmazov National Medical Research Centre; Institute of Medicine and Life Sciences, I. Kant Baltic Federal UniversityRussian Federation202427072024264827834Copyright © Богданова Д.А., Шиндяпин В.В., Колосова Е.Д., Пухальская Т.В., Будкина Н.А., Шатилова А.А., Демидов О.Н., 20242024Богданова Д.А., Шиндяпин В.В., Колосова Е.Д., Пухальская Т.В., Будкина Н.А., Шатилова А.А., Демидов О.Н.Bogdanova D.A., Shindyapin V.V., Kolosova E.D., Pukhalskaya T.V., Budkina N.A., Shatilova A.A., Demidov O.N.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/3056

Несмотря на значительный прогресс в фундаментальных и доклинических исследованиях острого миелоидного лейкоза (ОМЛ), пятилетняя выживаемость пациентов с ОМЛ остается низкой, что подчеркивает острую необходимость в поиске новых комбинированных методах лечения. За последнее десятилетие повышенное внимание было сосредоточено на выявлении подходящих иммунотерапевтических стратегий для борьбы с ОМЛ и, в частности, на воздействии на лейкозные клетки и их предшественники с помощью цитокинов. Также одним из уже зарекомендовавших себя подходов для лечения ОМЛ является таргетная терапия. Однако в связи с увеличением вариантов лечения возникает несколько проблем, связанных с пониманием, как подобрать наиболее эффективную терапию и как комбинировать различные лекарственные средства. Венетоклакс – таргетный препарат, мощный и высокоселективный ингибитор белка В-клеточной лимфомы-2 (BCL-2), который является одним из основных анти-апоптотических белков клетки. Венетоклакс стал важным и широко используемым препаратом для лечения ОМЛ. Ингибирование BCL-2 в клетках ОМЛ приводит к сдвигу клеточного ответа в сторону гибели по механизму апоптоза. Исследование подходов для улучшения терапии ОМЛ все еще является сложной задачей в связи с ограниченностью экспериментальных моделей. Несмотря на улучшение протоколов ex vivo культивирования, in vivo модели остаются единственным способом изучения гетерогенного по своей природе ОМЛ и влияния микроокружения на развитие лейкоза.

В своем исследовании мы показываем, что в ксенографтной мышиной модели острого миелоидного лейкоза в мышах линии NSG-SGM3 происходит увеличение сывороточного IL-4 в ответ на терапию венетоклаксом. Ранее было показано, что IL-4 может вызывать апоптоз клеток ОМЛ. Эти данные открывают новые перспективы в использовании стратегий, основанных на синергизме венетоклакса и IL-4 при запуске апоптоза. Данные также показывают увеличение уровня сывороточного человеческого MCP-1 при приживлении лейкозных клеток OCI-AML-2 в сыворотке мышей с ксенографтами, который снижается после терапии венетоклаксом, что может служить прогностическим маркером успешности проводимой терапии. Очевидным преимуществом ксенографтных моделей на мышах стала возможность отделить экспрессию и секрецию мышиных цитокинов и хемокинов, определяющих реакцию микроокружения, от цитокинового профиля самих человеческих опухолевых клеток. В целом, полученные нами данные свидетельствуют о дополнительных функциональных особенностях действия венетоклакса на опухолевые клетки посредством регуляции цитокиновой секреции и перспективности использования линии иммунодефицитных мышей линии NSG-SGM3 для тестирования новых подходов лечения ОМЛ.

Despite significant progress in basic and preclinical research into acute myeloid leukaemia (AML), the five-year survival rate for patients with AML remains poor, highlighting the urgent need for new combination therapies. Over the past decade, increased attention has been focused on identifying suitable immunotherapeutic strategies to combat AML, in particular targeting leukaemia cells and their precursors with cytokines. Targeted therapy is also an established approach for the treatment of AML. However, with the increasing number of treatment options, there are challenges in understanding how to select the most effective therapy and how to combine different drugs. Venetoclax is a targeted agent, a potent and highly selective inhibitor of B cell lymphoma protein-2 (BCL-2), one of the cell’s major anti-apoptotic proteins. Research into approaches to improve the treatment of AML remains challenging due to the limitations of experimental models. Despite improvements in ex vivo culture protocols, in vivo models remain the only way to study the inherently heterogeneous nature of AML and the influence of the microenvironment on leukaemia development. In our study, we show that in a xenograft mouse model of acute myeloid leukaemia in mice of the NSG-SGM3 line, there is an increase in serum IL-4 in response to venetoclax therapy. IL-4 has previously been shown to induce apoptosis in AML cells. These data provide new perspectives for the use of strategies based on the synergism of venetoclax and IL-4 in inducing apoptosis. The data also show an increase in serum human MCP-1 levels upon engraftment of OCI-AML-2 leukaemia cells in the serum of xenografted mice, which decreases after venetoclax therapy and may serve as a prognostic marker for the success of ongoing therapy. An obvious advantage of xenograft models in mice was the ability to separate the expression and secretion of murine cytokines and chemokines that determine the microenvironmental response from the cytokine profile of the human tumor cells themselves. Overall, our data suggest additional functional features of venetoclax action on tumor cells through the regulation of cytokine secretion and the prospect of using the immunodeficient mouse line NSG-SGM3 to test new approaches to the treatment of AML.

ксенографтная модельострый миелоидный лейкозмыши линии NSG-SGM3венетоклаксIL-4апоптозxenograft modelacute myeloid leukaemiaNSG-SGM3 micevenetoclaxIL-4apoptosisРабота выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант РНФ 19-75-20128).ReferencesБайдюк Е.В., Белоцерковская Е.В., Гиршова Л.Л., Голотин В.А., Левчук К.А., Васютина М.Л., Портная Я.А., Щелина Е.В., Бреднева О.Г., Петухов А.В., Зарицкий А.Ю., Демидов О.Н. Создание ксенографтных моделей от больных острыми миелоидными лейкозами с использованием иммунодефицитных мышей линии NSG-SGM3 // Клиническая онкогематология. Фундаментальные исследования и клиническая практика, 2021. Т. 14, № 4. С. 414-425.Baidyuk E.V., Belotserkovskaya E.V., Girshova L.L., Golotin V.A., Levchuk K.A., Vasyutina M.L., Portnaya Y.A., Schelina E.V., Bredneva O.G., Petukhov A.V., Zaritsky A.Yu, Demidov O.N. «Сonstruction of xenography models from survivors of acute mieloid leacoses with the use of immunodeficient muses of the NSG-SGM3 line. Klinicheskaya onkogematologiya. Fundamentalnye issledovaniya i klinicheskaya praktika = Clinical Oncohematology. Basic Research and Clinical Practice, 2021, Vol. 14, no. 4, pp. 414-425. (In Russ.)Belotserkovskaya E., Golotin V., Uyanik B., Demidov O.N. Clonal haematopoiesis – a novel entity that modifies pathological processes in elderly. Cell Death Discov., 2023, Vol. 19, no. 9 (1), 345. doi: 10.1038/s41420-023- 01590-z.Belotserkovskaya E., Golotin V., Uyanik B., Demidov O.N. Clonal haematopoiesis – a novel entity that modifies pathological processes in elderly. Cell Death Discov., 2023, Vol. 19, no. 9 (1), 345. doi: 10.1038/s41420-023- 01590-z.Billerbeck E., Barry W.T., Mu K., Dorner M., Rice C.M., Ploss A. Development of human CD4+FoxP3+ regulatory T cells in human stem cell factor-, granulocyte-macrophage colony-stimulating factor-, and interleukin3-expressing NOD-SCID IL2Rγ(null) humanized mice. Blood, 2011, Vol. 117, no. 11, pp.3076-3086.Billerbeck E., Barry W.T., Mu K., Dorner M., Rice C.M., Ploss A. Development of human CD4+FoxP3+ regulatory T cells in human stem cell factor-, granulocyte-macrophage colony-stimulating factor-, and interleukin3-expressing NOD-SCID IL2Rγ(null) humanized mice. Blood, 2011, Vol. 117, no. 11, pp.3076-3086.Cools N., van Tendeloo V.F.I., Smits E.L.J.M., Lenjou M., Nijs G., van Bockstaele D.R., Berneman Z.N., Ponsaertsa P. Immunosuppression induced by immature dendritic cells is mediated by TGF-β/IL-10 double-positive CD4+ regulatory T cells. J. Cell. Mol. Med., 2008, Vol. 12, pp. 690-700.Cools N., van Tendeloo V.F.I., Smits E.L.J.M., Lenjou M., Nijs G., van Bockstaele D.R., Berneman Z.N., Ponsaertsa P. Immunosuppression induced by immature dendritic cells is mediated by TGF-β/IL-10 double-positive CD4+ regulatory T cells. J. Cell. Mol. Med., 2008, Vol. 12, pp. 690-700.Dhakal P., Bates M., Tomasson M.H., Sutamtewagul G., Dupuy A., Bhatt V.R. Acute myeloid leukemia resistant to venetoclax-based therapy: What does the future hold? Blood Rev., 2023,Vol. 59, no. 10, 1036. doi: 10.1016/j.blre.2022.101036.Dhakal P., Bates M., Tomasson M.H., Sutamtewagul G., Dupuy A., Bhatt V.R. Acute myeloid leukemia resistant to venetoclax-based therapy: What does the future hold? Blood Rev., 2023,Vol. 59, no. 10, 1036. doi: 10.1016/j.blre.2022.101036.Hao X., Gu M., Sun J., Cong L. A-kinase interacting protein 1 might serve as a novel biomarker for worse prognosis through the interaction of chemokine (C-X-C motif) ligand 1/chemokine (C-X-C motif) ligand 2 in acute myeloid leukemia. J. Clin. Lab. Anal., 2020, Vol. 34, 230520. doi: 10.1002/jcla.23052.Hao X., Gu M., Sun J., Cong L. A-kinase interacting protein 1 might serve as a novel biomarker for worse prognosis through the interaction of chemokine (C-X-C motif) ligand 1/chemokine (C-X-C motif) ligand 2 in acute myeloid leukemia. J. Clin. Lab. Anal., 2020, Vol. 34, 230520. doi: 10.1002/jcla.23052.Ito S., Barrett A.J., Dutra A., Pak E., Miner S., Keyvanfar K., Hensel N.F., Rezvani K., Muranski P., Liu P., Larochelle A., Melenhorst J.J. Long term maintenance of myeloid leukemic stem cells cultured with unrelated human mesenchymal stromal cells. Stem Cell Res., 2015, Vol. 14, pp. 95-104.Ito S., Barrett A.J., Dutra A., Pak E., Miner S., Keyvanfar K., Hensel N.F., Rezvani K., Muranski P., Liu P., Larochelle A., Melenhorst J.J. Long term maintenance of myeloid leukemic stem cells cultured with unrelated human mesenchymal stromal cells. Stem Cell Res., 2015, Vol. 14, pp. 95-104.Li J., Volk A., Zhang J., Cannova J., Dai S., Hao C., Hu C., Sun J., Xu Y., Wei W., Breslin P., Nand S., Chen J., Kini A., Zhu J., Zhang J. Sensitizing leukemia stem cells to NF-kappaB inhibitor treatment in vivo by inactivation of both TNF and IL-1 signaling. Oncotarget, 2017, Vol. 31, no. 8 (5), pp 8420-8435.Li J., Volk A., Zhang J., Cannova J., Dai S., Hao C., Hu C., Sun J., Xu Y., Wei W., Breslin P., Nand S., Chen J., Kini A., Zhu J., Zhang J. Sensitizing leukemia stem cells to NF-kappaB inhibitor treatment in vivo by inactivation of both TNF and IL-1 signaling. Oncotarget, 2017, Vol. 31, no. 8 (5), pp 8420-8435.Li L., Zhao L., Man J., Liu B.. CXCL2 benefits acute myeloid leukemia cells in hypoxia. Int. J. Lab. Hematol., 2021, Vol. 43, no. 5, pp. 1085-1092.Li L., Zhao L., Man J., Liu B.. CXCL2 benefits acute myeloid leukemia cells in hypoxia. Int. J. Lab. Hematol., 2021, Vol. 43, no. 5, pp. 1085-1092.Li Z., Chen L., Qin Z. Paradoxical roles of IL-4 in tumor immunity. Cell. Mol. Immunol., 2009, Vol. 6, pp. 415-422.Li Z., Chen L., Qin Z. Paradoxical roles of IL-4 in tumor immunity. Cell. Mol. Immunol., 2009, Vol. 6, pp. 415-422.Macanas-Pirard P., Quezada T., Navarrete L., Broekhuizen R., Leisewitz A., Nervi B., Ramírez P.A. The CCL2/CCR2 axis affects transmigration and proliferation but not resistance to chemotherapy of acute myeloid leukemia cells. PLoS One, 2017, Vol. 12, no. 1, e0168888. doi: 10.1371/journal.pone.0168888.Macanas-Pirard P., Quezada T., Navarrete L., Broekhuizen R., Leisewitz A., Nervi B., Ramírez P.A. The CCL2/CCR2 axis affects transmigration and proliferation but not resistance to chemotherapy of acute myeloid leukemia cells. PLoS One, 2017, Vol. 12, no. 1, e0168888. doi: 10.1371/journal.pone.0168888.Mirantes C., Passegue E., Pietras E.M. Pro-inflammatory cytokines: emerging players regulating HSC function in normal and diseased hematopoiesis. Exp. Cell Res., 2014,Vol. 329, pp. 248-254.Mirantes C., Passegue E., Pietras E.M. Pro-inflammatory cytokines: emerging players regulating HSC function in normal and diseased hematopoiesis. Exp. Cell Res., 2014,Vol. 329, pp. 248-254.Peña-Martínez P., Eriksson M., Ramakrishnan R., Chapellier M., Högberg C., Orsmark-Pietras C., Richter J., Andersson A., Fioretos T., Järås M. Interleukin 4 induces apoptosis of acute myeloid leukemia cells in a Stat6- dependent manner. Leukemia, 2018, Vol. 32, no. 3, pp. 588-596.Peña-Martínez P., Eriksson M., Ramakrishnan R., Chapellier M., Högberg C., Orsmark-Pietras C., Richter J., Andersson A., Fioretos T., Järås M. Interleukin 4 induces apoptosis of acute myeloid leukemia cells in a Stat6- dependent manner. Leukemia, 2018, Vol. 32, no. 3, pp. 588-596.Tettamanti S., Pievani A., Biondi A., Dotti G., Serafini M. Catch me if you can: how AML and its niche escape immunotherapy. Leukemia, 2022, Vol. 36, no. 1, pp 13-22.Tettamanti S., Pievani A., Biondi A., Dotti G., Serafini M. Catch me if you can: how AML and its niche escape immunotherapy. Leukemia, 2022, Vol. 36, no. 1, pp 13-22.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.