Фенотипические свойства дендритных клеток при различных вариантах стимуляции созревания

Дендритные клетки, полученные из моноцитов периферической крови, могут использоваться для клеточной иммунотерапии онкологических заболеваний. Чаще всего для иммунотерапии используют зрелые ДК, сенсибилизированные опухолеассоциированными антигенами. Функциональная активность ДК при иммунотерапии во многом определяется их иммунофенотипом и секреторным профилем, формирующимися после созревания. Целью данной работы являлась оценка фенотипических свойств ДК при стимуляции созревания различными способами.

Стимуляция созревания ДК осуществлялась с использованием провоспалительных цитокинов и их смесей, а также лигандов дендритноклеточных TLRs. Для стимуляции были использованы: TNF, poly I:C, LPS, цитокиновый коктейль (TNF + IL-1 + IL-6 + PGE2), коктейль в смеси с poly I:C, а также лизат клеток меланомы. Через 48 часов после стимуляции созревания оценивали уровень экспрессии ДК-рецепторов, принимающих участие во взаимодействии с Т-лимфоцитами, используя метод проточной цитофлуориметрии. Также оценивали секрецию клетками IL-12 (активатора Т-клеточного иммунного ответа) и IL-10 (ингибитора Т-клеточного иммунного ответа) с помощью ИФА.

Нами было показано, что ДК, полученные после стимуляции цитокиновым коктейлем, демонстрируют наиболее высокий уровень экспрессии рецепторов, необходимых для взаимодействия с Т-лимфоцитами и активации клеточного звена иммунитета: антигенпрезентирующих (HLA-DR), костимулирующих (CD83, CD40, CD86) и рецепторов, контролирующих миграцию ДК в лимфоузлы (CCR7). Кроме того, стимулированные с помощью коктейля ДК активно секретируют как IL-12, так и IL-10. Эффект от применения TNF и poly I:C был умеренным: экспрессия большинства рецепторов была существенно ниже, чем при использовании коктейля; достоверных отличий от контроля (без стимуляции созревания) по уровню секреции IL-12 выявлено не было. LPS и лизат клеток меланомы практически не оказали влияния как на иммунофенотип, так и на секреторный профиль ДК. Добавление к цитокиновому коктейлю poly I:C практически не оказало влияния на рецепторный пейзаж ДК, но привело к значительному увеличению секреции как провоспалительного IL-12, так и противовоспалительного IL-10.

Полученный результат позволяет предварительно рассматривать смесь цитокинового коктейля с poly I:C как наиболее эффективное средство для стимуляции созревания ДК. В то же время требуются дальнейшие эксперименты по сравнению функциональной активности ДК, полученных с использованием разных способов стимуляции созревания.

1. Балдуева И.А., Семиглазов В.Ф., Пипиа Н.П., Нехаева Т.Л., Данилова А.Б., Авдонкина Н.А., Новик А.В., Проценко С.А., Семиглазова Т.Ю., Карицкий А.П., Беляев А.М. Разработка способа иммунотерапии у больных раком молочной железы с исчерпанными возможностями стандартного лечения // Российский биотерапевтический журнал, 2018. Т. 17 (S). С. 5-6.

2. Нехаева Т.Л. Оптимизация аутологичных дендритно-клеточных вакцин для лечения больных злокачественными новообразованиями // Сибирский онкологический журнал, 2013. Т. 3, № 57. С. 52-56.

3. Новик А.В., Проценко С.А., Анохина Е.М., Семенова А.И., Нехаева Т.Л., Телетаева Г.М., Данилова А.Б., Латипова Д.Х., Пипиа Н.П., Авдонкина Н.А., Зозуля А.Ю., Оганесян А.П., Балдуева И.А. Тридцатилетний опыт лекарственного лечения меланомы в НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова: важные уроки для будущих исследований // Эффективная фармакотерапия, 2020. Т. 16, № 18. С. 20-29.

4. Arya S., Wiatrek-Moumoulidis D., Synowsky S.A., Shirran S.L., Botting C.H., Powis S.J., Stewart A.J. Quantitative proteomic changes in LPS-activated monocyte-derived dendritic cells: A SWATH-MS study. Sci. Rep., 2019, Vol. 9, no. 1, 4343. doi: 10.1038/s41598-019-40773-6.

5. Bellanger A.-P., Pallandre J.-R., Borg C., Loeffert S., Gbaguidi-Haore H., Millon L. Human monocyte-derived dendritic cells exposed to microorganisms involved in hypersensitivity pneumonitis induce a Th1-polarized immune response. Clin. Vaccine Immunol., 2013, Vol. 20, no. 8, pp. 1133-1142.

6. Bol K.F., Schreibelt G., Gerritsen W.R., de Vries I.J.M., Figdor C.G. Dendritic cell-based immunotherapy: state of the art and beyond. Clin. Cancer Res., 2016, Vol. 22, no. 8, pp. 1897-1906.

7. Bol K.F., Schreibelt G., Rabold K., Wculek S.K., Schwarze J.K., Dzionek A., Teijeira A., Kandalaft L.E., Romero P., Coukos G., Neyns B., Sancho D., Melero I., de Vries I.J.M. The clinical application of cancer immunotherapy based on naturally circulating dendritic cells. J. Immunother. Cancer, 2019, Vol. 7, no. 1, 109. doi: 10.1186/s40425-019-0580-6.

8. Brandum E.P., Jørgensen A.S., Rosenkilde M.M., Hjortø G.M. Dendritic cells and CCR7 expression: an important factor for autoimmune diseases, chronic inflammation, and cancer. Int J. Mol. Sci., 2021, Vol. 22, no. 15, 8340. doi: 10.3390/ijms22158340.

9. Castiello L., Sabatino M., Jin P., Clayberger C., Marincola F.M., Krensky A.M., Stroncek D.F. Monocyte-derived DC maturation strategies and related pathways: A transcriptional view. Cancer Immunol. Immunother., 2011, Vol. 60, no 4, pp. 457-466.

10. Cechim G., Chies J.A.B. In vitro generation of human monocyte-derived dendritic cells methodological aspects in a comprehensive review. An. Acad. Bras. Ciênc., 2019, Vol. 91, no. 4, e20190310. doi: 10.1590/0001-3765201920190310.

11. Cernadas M., Lu J., Watts G., Brenner M.B. CD1a expression defines an interleukin-12 producing population of human dendritic cells. Clin. Exp. Immunol., 2009, Vol. 155, no. 3, pp. 523-533.

12. Couper K.N., Blount D.G., Riley E.M. IL-10: The master regulator of immunity to infection. J. Immunol., 2008, Vol. 180, no. 9, pp. 5771-5777.

13. Datsi A., Sorg R.V. Dendritic Cell vaccination of glioblastoma: road to success or dead end. Front. Immunol., 2021, Vol. 12, 770390. doi: 10.3389/fimmu.2021.770390.

14. De Winde C.M., Munday C., Acton S.E. Molecular mechanisms of dendritic cell migration in immunity and cancer. Med. Microbiol. Immunol., 2020, Vol. 209, no 4, pp. 515-529.

15. Delirezh N., Majedi L., Asri Rezaei S., Ranjkeshzadeh H. Generation of mature monocyte-derived dendritic cells in the presence of heparin and monocyte conditioned medium: Phenotypic and functional comparison. Iran. Biomed. J., 2011, Vol. 15, no. 3, pp. 79-84.

16. Dillman R.O., Nistor G.I., Cornforth A.N. Dendritic cell vaccines for melanoma: Past, present and future. Melanoma Manag., 2016, Vol. 3, no. 4, pp. 273-289.

17. Filin I.Y., Kitaeva K.V., Rutland C.S., Rizvanov A.A., Solovyeva V.V. Recent advances in experimental dendritic cell vaccines for cancer. Front. Oncol., 2021, Vol. 11, 730824. doi: 10.3389/fonc.2021.730824.

18. Fučíková J., Rožková D., Ulčová H., Budinský V., Sochorová K., Pokorná K., Bartůňková J., Špíšek R. Poly I: C-activated dendritic cells that were generated in CellGro for use in cancer immunotherapy trials. J. Transl. Med., 2011, Vol. 9, no. 1, 223. doi: 10.1186/1479-5876-9-223.

19. Gardner A., de Mingo Pulido Á., Ruffell B. Dendritic cells and their role in immunotherapy. Front. Immunol., 2020, Vol. 11, 924. doi: 10.3389/fimmu.2020.00924.

20. Gelao L., Criscitiello C., Esposito A., Laurentiis M.D., Fumagalli L., Locatelli M.A., Minchella I., Santangelo M., Placido S.D., Goldhirsch A., Curigliano G. Dendritic cell-based vaccines: Clinical applications in breast cancer. Immunotherapy, 2014, Vol. 6, no. 3, pp. 349-360.

21. Grosche L., Knippertz I., König C., Royzman D., Wild A.B., Zinser E., Sticht H., Muller Y.A., Steinkasserer, A., Lechmann, M. The CD83 Molecule – An Important Immune Checkpoint. Front. Immunol., 2020, Vol. 11, 721. doi: 10.3389/fimmu.2020.00721.

22. Jin P., Han T.H., Ren J., Saunders S., Wang E., Marincola F.M., Stroncek D.F. Molecular signatures of maturing dendritic cells: Implications for testing the quality of dendritic cell therapies. J. Transl. Med., 2010, Vol. 8, no. 1, 4. doi: 10.1186/1479-5876-8-4.

23. Krause P., Singer E., Darley P.I., Klebensberger J., Groettrup M., Legler D.F. Prostaglandin E2 is a key factor for monocyte-derived dendritic cell maturation: Enhanced T cell stimulatory capacity despite IDO. J. Leukoc. Biol., 2007, Vol. 82, no. 5, pp. 1106-1114.

24. Liu T., Zhang L., Joo D., Sun S.-C. NF-κB signaling in inflammation. Signal Transduct. Target. Ther., 2017, Vol. 2, no. 1, 17023. doi: 10.1038/sigtrans.2017.23.

25. Locy H., Melhaoui S., Maenhout S.K., Thielemans K. Dendritic cells: the tools for cancer treatment. From: dendritic cells. Ed. Chapoval S.P., InTech, 2018. 138 p.

26. Ma X., Yan W., Zheng H., Du Q., Zhang L., Ban Y., Li N., Wei F. Regulation of IL-10 and IL-12 production and function in macrophages and dendritic cells. F1000Res., 2015, Vol. 4, F1000 Faculty Rev-1465. doi: 10.12688/f1000research.7010.1.

27. Muthuswamy R., Mueller-Berghaus J., Haberkorn U., Reinhart T.A., Schadendorf D., Kalinski P. PGE2 transiently enhances DC expression of CCR7 but inhibits the ability of DCs to produce CCL19 and attract naive T cells. Blood, 2010, Vol. 116, no. 9, pp. 1454-1459.

28. Nakahara T. Role of c-Jun N-terminal kinase on lipopolysaccharide induced maturation of human monocyte-derived dendritic cells. Int. Immunol., 2004, Vol. 16, no. 12, pp. 1701-1709.

29. Sutherland S.I.M., Ju X., Horvath L.G., Clark G.J. Moving on from sipuleucel-t: new dendritic cell vaccine strategies for prostate cancer. Front. Immunol., 2021, Vol. 12, 641307. doi: 10.3389/fimmu.2021.641307.

30. van Gulijk M., Dammeijer F., Aerts J.G.J.V., Vroman H. Combination strategies to optimize efficacy of dendritic cell-based immunotherapy. Front. Immunol., 2018, Vol. 9, 2759. doi: 10.3389/fimmu.2018.02759.

31. von Euw E.M., Barrio M.M., Furman D., Bianchini M., Levy E. M., Yee C., Li Y., Wainstok R., Mordoh J. Monocyte-derived dendritic cells loaded with a mixture of apoptotic/necrotic melanoma cells efficiently cross-present gp100 and MART-1 antigens to specific CD8+ T lymphocytes. J. Transl. Med., 2007, Vol. 5, no. 1, 19. doi: 10.1186/1479-5876-5-19.

32. Wimmers F., Schreibelt G., Sköld A.E., Figdor C.G., de Vries I.J.M. Paradigm shift in dendritic cell-based immunotherapy: From in vitro Generated Monocyte-Derived DCs to Naturally Circulating DC Subsets. Front. Immunol., 2014, Vol. 5, 165. doi: 10.3389/fimmu.2014.00165.

33. Zhang S.-Y., Herman M., Ciancanelli M. J., Pérez De Diego R., Sancho-Shimizu V., Abel L., Casanova J.-L. TLR3 immunity to infection in mice and humans. Curr. Opin. Immunol., 2013, Vol. 25, no. 1, pp. 19-33.