УЧАСТИЕ ПЕРФОРИН/ГРАНЗИМ Б-ЗАВИСИМОГО МЕХАНИЗМА В РЕАЛИЗАЦИИ ЦИТОТОКСИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ДЕНДРИТНЫХ КЛЕТОК ПРОТИВ КЛЕТОК ГЛИОБЛАСТОМЫ ЧЕЛОВЕКА

Грануло-опосредованная цитотоксичность для клеток-эффекторов является универсальным механизмом подавления опухолевого роста  и  индукции гибели  клеток-мишеней. Целью работы явилось изучение экспрессии цитолитических молекул дендритными клетками (ДК), генерированными в присутствии IFNα (IFN-ДК),  а также  исследование роли  грануло-опосредованного механизма в реализации цитотоксической активности IFN-ДК против опухолевых клеточных линий. IFN-ДК генерировали путем культивирования прилипающей фракции МНК в присутствии GM-CSF и IFNα в течение 4 суток с последующим дозреванием с ЛПС  в течение 24 ч. Опухолевые линии были получены из фрагментов опухоли пациентов с внутримозговой глиобластомой. Индукция созревания IFN-ДК под действием ЛПС  ассоциировалась с накоплением внутриклеточного пула молекул перфорина и гранзима Б. Экспрессия перфорина в ЛПС-стимулированных IFN-ДК прямо коррелировала с внутриклеточной экспрессией лизосомально-ассоциированного мембранного белка-1 (LAMP-1/ CD107a), при этом  уровень последнего не менялся в ответ на стимуляцию ЛПС. В то же время ЛПС стимулировал дегрануляцию в IFN-ДК, о чем свидетельствовало увеличение доли  клеток, экспрессирующих CD107a на  поверхностной мембране ДК.  Активация ЛПС  генерированных из  моноцитов крови тех же доноров ДК по стандартному протоколу (в присутствии GM-CSF и IL-4  [IL-4-ДК]) не влияла на уровень экспрессии перфорина и гранзима Б в IL-4-ДК, которая была  значимо ниже по  сравнению с аналогичными культурами IFN-ДК.  В ответ  на  стимуляцию ЛПС  отмечалось увеличение внутриклеточного пула CD107a в IL-4-ДК при отсутствии изменений в поверхностной экспрессии CD107a. Исследование цитотоксической активности ЛПС-стимулированных IFN-ДК против  глиобластомных клеточных линий показало вовлеченность перфорин/гранзим  Б-сигнального пути в реализацию цитотоксической активности ДК, поскольку блокирование этого механизма с помощью ингибитора вакуолярной Н⁺-АТФ-азы конканамицина А (СМА) ослабляло цитотоксическую активность IFN-ДК. При  этом  различная выраженность подавления цитотоксичности ДК  с помощью СМА свидетельствовала о существовании перфорин/гранзим Б-независимых механизмах цитотоксического действия IFN-ДК против глиобластомных клеток.

1. Aktas E., Kucuksezer U.C., Bilgic S., Erten G., Deniz G., Relationship between CD107a expression and cytotoxic activity. Cell Immunol., 2009, Vol. 254, pp. 149-154.

2. Alter G., Malenfant J.M., Altfeld M. CD107a as a functional marker for the identification of natural killer cell activity. J. Immunol. Methods, 2004, Vol. 294, no. 1-2, pp. 15-22.

3. Anguille S., Lion E., Tel J., de Vries I.J.M., Couderé K., Fromm P.D., Van Tendeloo V.F., Smits E.L., Berneman Z.N. Interleukin-15-induced CD56+ myeloid dendritic cells combine potent tumor antigen presentation with direct tumoricidal potential. PLoS One, 2012, Vol. 7, e51851. doi:10.1371/journal.pone.0051851.

4. Banchereau J., Steinman R.M. Dendritic cells and the control of immunity. Nature, 1998, Vol. 392, pp. 245-252.

5. Barcia C. Jr., Gómez A., Gallego-Sanchez J.M., Perez-Vallés A., Castro M.G., Lowenstein P.R., Barcia C., Herrero M.-T. Infiltrating CTLs in human glioblastoma establish immunological synapses with tumorigenic cells. Am. J. Pathol., 2009, Vol. 175, pp. 786-798.

6. Bellail A.C., Tse M.C., Song J.H., Phuphanich S., Olson J.J., Sun S.Y., Hao C. DR5-mediated DISC controls caspase-8 cleavage and initiation of apoptosis in human glioblastomas. J. Cell Mol. Med., 2010, Vol. 14, no. 6A, pp. 1303-1317.

7. Bratke K., Nielsen J., Manig F., Klein C., Kuepper M., Geyer S., Julius P., Lommatzsch M., Virchow J.C. Functional expression of granzyme B in human plasmacytoid dendritic cells: a role in allergic inflammation. Clin. Exp. Allergy, 2010, Vol. 40, pp. 1015-1024.

8. Capper D., Gaiser T., Hartmann C., Habel A., Mueller W., Herold-Mende C., von Deimling A., Siegelin M.D. Stem-cell-like glioma cells are resistant to TRAIL/Apo2L and exhibit down-regulation of caspase-8 by promoter methylation. Acta Neuropathol., 2009, Vol. 117, no. 4, pp. 445-456.

9. Choi B.D., Gedeon P.C., HerndonII J.E., Archer G.E., Reap E.A., Sanchez-Perez L., Mitchell D.A., Bigner D.D., Sampson J.H. Human regulatory T cells kill tumor cells through granzyme-dependent cytotoxicity upon retargeting with a bispecific antibody. Cancer Immunol. Res., 2013, Vol. 1, no. 3, pp. 163-167.

10. Clément M.V., Haddad P., Soulié A., Legros-Maida S., Guillet J., Cesar E., Sasportes M. Involvement of granzyme B and perforin gene expression in the lytic potential of human natural killer cells. Res Immunol., 1990, Vol. 141, no. 6, pp. 477-489.

11. Cullen S.P., Brunet M., Martin S.J. Granzymes in cancer and immunity. Cell Death Differ., 2008, Vol. 17, no. 4, pp. 616-623.

12. Fanger N.A., Maliszewski C.R., Schooley K., Griffith T.S. Human dendritic cells mediate cellular apoptosis via tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL). J. Exp. Med., 1999, Vol. 190, pp. 1155-1164.

13. Jahrsdörfer B., Vollmer A., Blackwell S.E., Maier J., Sontheimer K., Beyer T., Mandel B., Lunov O., Tron K., Nienhaus G.U., Simmet T., Debatin K.M., Weiner G.J., Fabricius D. Granzyme B produced by human plasmacytoid dendritic cells suppresses T-cell expansion. Blood, 2010, Vol. 115, no. 6, pp. 1156-1165.

14. Janjic B.M., Lu G., Pimenov A., Whiteside T.L., Storkus W.J., Vujanovic N.L. Innate direct anticancer effector function of human immature dendritic cells. I. involvement of an apoptosis-inducing pathway. J. Immunol., 2002, Vol. 168, pp. 1823-1830.

15. Karrich J.J., Jachimowski L.C.M., Nagasawa M., Kamp A., Balzarolo M., Wolkers M.C., Uittenbogaart C.H., Marieke van Ham S., Blom B. IL-21-stimulated human plasmacytoid dendritic cells secrete granzyme B, which impairs their capacity to induce T-cell proliferation. Blood, 2013, Vol. 121, no. 16, pp. 3103-3111.

16. Kataoka T., Takaku K., Magae J., Shinohara N., Takayama H., Kondo S., Nagai K. Acidification is essential for maintaining the structure and function of lytic granules of CTL. Effect of concanamycin A, an inhibitor of vacuolar type H(+)-ATPase, on CTL-mediated cytotoxicity. J. Immunol., 1994, Vol. 153, no. 9, pp. 3938-3947.

17. Korthals M., Safaian N., Kronenwett R., Maihöfer D., Schott M., Papewalis C., Diaz Blanco E., Winter M., Czibere A., Haas R., Kobbe G., Fenk R. Monocyte derived dendritic cells generated by IFN-alpha acquire mature dendritic and natural killer cell properties as shown by gene expression analysis. J. Transl. Med., 2007, Vol. 5, p. 46.

18. Krzewski K., Gil-Krzewska A., Nguyen V., Peruzzi G., Coligan J.E. LAMP1/CD107a is required for efficient perforin delivery to lytic granules and NK-cell cytotoxicity. Blood, 2013, Vol. 121, no. 23, pp. 4672-4683.

19. Liu Sh., Yu Y., Zhang M., Wang W., Cao X. The involvement of TNF-α-related apoptosis-inducing ligand in the enhanced cytotoxicity of IFN-β-stimulated human dendritic cells to tumor cells. J. Immunol., 2001, Vol. 166, no. 9, pp. 5407-5415.

20. Mori S., Jewett A., Murakami-Mori K., Cavalcanti M., Bonavida B. The participation of the Fas-mediated cytotoxic pathway by natural killer cells is tumor-cell-dependent. Cancer Immunol. Immunother., 1997, Vol. 44, pp. 282-290.

21. Ogbomo H., Zemp F.J., Lun X., Zhang J., Stack D., Rahman M.M., Mcfadden G., Mody C.H., Forsyth P.A. Myxoma virus infection promotes NK lysis of malignant gliomas in vitro and in vivo. PLoS One, 2013, Vol. 8, e66825. doi:10.1371/journal.pone.0066825.

22. Papewalis C., Jacobs B., Wuttke M., Ullrich E., Baehring T., Fenk R., Willenberg H.S., Schinner S., Cohnen M., Seissler J., Zacharowski K., Scherbaum W.A., Schott M. IFN-skews monocytes into CD56+-expressing dendritic cells with potent functional activities in vitro and in vivo. J. Immunol., 2008, Vol. 180, pp. 1462-1470.

23. Renner D., Jin F., Parney I., Pirko I., Pavelko K., Johnson A. A duality of roles for perforin in CD8+ T cellglioma interactions: contributions to cytotoxicity and altered vascular permeability. Neuro Oncol., 2014, Vol. 16 (suppl. 5), v109. doi:10.1093/neuonc/nou257.10.

24. Stary G., Bangert C., Tauber M., Strohal R., Kopp T., Stingl G. Tumoricidal activity of TLR7/8-activated inflammatory dendritic cells. J. Exp. Med., 2007, Vol. 204, pp. 1441-1451.

25. Tyrinova T.V., Leplina O.Y., Mishinov S.V., Tikhonova M.A., Shevela E.Y., Stupak V.V., Pendyurin I.V., Shilov A.G., Alyamkina E.A., Rubtsova N.V., Bogachev S.S., Ostanin A.A., Chernykh E.R. Cytotoxic activity of ex-vivo generated IFNα-induced monocyte-derived dendritic cells in brain glioma patients. Cell Immunol., 2013, Vol. 284, pp. 146-153.

26. Vanderheyde N., Vandenabeele P., Goldman M., Willems F. Distinct mechanisms are involved in tumoristatic and tumoricidal activities of monocyte-derived dendritic cells. Immunol. Lett., 2004, Vol. 91, no. 2-3, pp. 99-101.

27. Zhang B., Zhang J., Tian Z. Comparison in the effects of IL-2, IL-12, IL-15 and IFNα on gene regulation of granzymes of human NK cell line NK-92. Int. Immunopharmacol., 2008, Vol. 8, pp. 989-996.