Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1047410.32607/20758251-2015-7-4-93-96Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticleRecombinant Immunotoxin 4D5scFv-PE40 for Targeted Therapy of HER2-Positive TumorsРекомбинантный иммунотоксин 4D5scFv-PE40 для таргетной терапии HER2-положительных опухолейSokolovaE. A.СоколоваE. A.
Russian Federation
irin-b@mail.ruStremovskiyO. A.СтремовскийO. A.
Russian Federation
irin-b@mail.ruZdobnovaT. A.ЗдобноваT. A.
Russian Federation
irin-b@mail.ruBalalaevaI. V.БалалаеваИ. В.
Russian Federation
irin-b@mail.ruDeyevS. M.ДеевС. M.
Russian Federation
irin-b@mail.ruLobachevsky State University of Nizhny NovgorodНижегородский государственный университет им. Н.И. ЛобачевскогоShemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic ChemistryИнститут биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН1512201574VOL 7, NO4 (2015)ТОМ 7, №4 (2015)939617012020Copyright ©; 2015, Sokolova E.A., Stremovskiy O.A., Zdobnova T.A., Balalaeva I.V., Deyev S.M.Copyright ©; 2015, Соколова E.A., Стремовский O.A., Здобнова T.A., Балалаева И.В., Деев С.M.2015Sokolova E.A., Stremovskiy O.A., Zdobnova T.A., Balalaeva I.V., Deyev S.M.Соколова E.A., Стремовский O.A., Здобнова T.A., Балалаева И.В., Деев С.M.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10474

Recombinant immunotoxins are extremely promising agents for the targeted therapy of tumors with a certain molecular profile. In this work, we studied the properties of a new recombinant HER2-specific immunotoxin composed of the scFv antibody and a fragment of Pseudomonas exotoxin A (4D5scFv-PE40). High affinity of the immunotoxin for the HER2 tumor marker, its selective cytotoxicity against HER2-overexpressing cells, and its storage stability were demonstrated. The 50% inhibitory concentration (IC50) of the 4D5scFv-PE40 immunotoxin for HER2-overexpressing cancer cells was 2.5-3 orders of magnitude lower compared to that for CHO cells not expressing this tumor marker and was 2.5-3 orders of magnitude lower than IC50 of free PE40 for HER2-overexpressing cancer cells. These findings provide a basis for expecting in the long run high therapeutic index values of the 4D5scFv-PE40 immunotoxin for its use in vivo.

Рекомбинантные иммунотоксины представляются исключительно перспективными соединениями с точки зрения развития таргетного лечения опухолей с определенным молекулярным профилем. В работе исследованы свойства нового рекомбинантного иммунотоксина, специфичного к онкомаркеру HER2, полученного на основе антитела формата scFv и фрагмента РЕ40 псевдомонадного экзотоксина А (4D5scFv-PE40). Показаны высокая аффинность иммунотоксина к онкомаркеру, избирательность токсического действия в отношении HER2-гиперэкспрессирующих клеток и стабильность иммунотоксина при хранении. Значение IC50 иммунотоксина 4D5scFv-PE40 в отношении раковых клеток, гиперэкспрессирующих онкомаркер HER2, на 2.5-3 порядка ниже, чем в отношении клеток СНО, не экспрессирующих этот онкомаркер, и на 2.5-3 порядка ниже, чем значение IC50 свободного PE40 в отношении раковых клеток, гиперэкспрессирующих онкомаркер HER2. Полученные данные позволяют рассчитывать в перспективе на высокие значения терапевтического индекса иммунотоксина 4D5scFv-PE40 при использовании in vivo.

recombinant immunotoxin4D5scFvPseudomonas exotoxin AHER2 tumor markertargeted therapyонкомаркер HER2псевдомонадный экзотоксин Арекомбинантный иммунотоксин4D5scFvтаргетная терапияThis work was supported by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation (project RFMEFI57814X0051).Работа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ (проект RFMEFI57814X0051).[1] Deyev S.M., Lebedenko E.N., Petrovskaya L.E., Dolgikh D.A., Gabibov A.G., Kirpichnikov M.P. // Russ. Chem. Rev. 2015, V.84(1), P.1-26[2] Hojjat-Farsangi M. // Tumour Biol. 2015, V.36, P.543-556[3] Roskoski R. Jr. // Pharmacol. Res. 2015, V.100, P.1-23[4] Weiner G.J. // Nat. Rev. Cancer. 2015, V.15, №6, P.361-370[5] Lambert J.M., Chari R.V. // J Med Chem. 2014, V.57, P.6949-6964[6] Alewine C., Hassan R., Pastan I. // Oncologist. 2015, V.20, №2, P.176-185[7] Deyev S.M., Waibel R., Lebedenko E.N., Schubiger A.P., Plückthun A. // Nat. Biotechnol. 2003, V.21, P.1486-1492[8] Di Paolo C., Willuda J., Kubetzko S., Lauffer I., Tschudi D., Waibel R., Plückthun A., Stahel R.A., Zangemeister-Wittke U. // Clin. Cancer Res. 2003, V.9, P.2837-2848[9] Laemmli U.K., Beguin F., Gujer-Kellenberger G. // J. Mol. Biol. 1970, V.47, P.69-85[10] Zdobnova T., Sokolova E., Stremovskiy O., Karpenko D., Telford W., Turchin I., Balalaeva I., Deyev S. // Oncotarget. 2015, V.6, №31, P.30919-30928[11] Mosmann T. // J. Immunol. Methods. 1983, V.65, P.55-63[12] Muller K.M., Arndt K.M., Strittmatter W., Pluckthun A. // FEBS Lett. 1998, V.422, P.259-264[13] Edelweiss E., Balandin T.G., Ivanova J.L., Lutsenko G.V., Leonova O.G., Popenko V.I., Sapozhnikov A.M., Deyev S.M. // PLOS ONE. 2008, V.3, e2434[14] Balandin T.G., Edelweiss E., Andronova N.V., Treshalina E.M., Sapozhnikov A.M., Deyev S.M. // Invest. New Drugs. 2011, V.29, №1, P.22-32[15] Serebrovskaya E.O., Edelweiss E.F., Stremovskiy O.A., Lukyanov K.A., Chudakov D.M., Deyev S.M. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009, V.106, P.9221-9225[16] Mironova K.E., Proshkina G.M., Ryabova A.V., Stremovskiy O.A., Lukyanov S.A., Petrov R.V., Deyev S.M. // Theranostics. 2013, V.3, P.831-840[17] Cao Y., Marks J.W., Liu Z., Cheung L.H., Hittelman W.N., Rosenblum M.G. // Oncogene. 2014, V.33, P.429-439[18] Zhang M., Qiu Z., Li Y., Yang Y., Zhang Q., Xiang Q., Su Z., Huang Y. // Appl Microbiol Biotechnol. 2013, V.97, P.3913-3923[19] Pines O., Inouye M. // Mol Biotechnol. 1999, V.12, P.25-34[20] Sokolova E.A., Zdobnova T.A., Stremovskiy O.A., Balalaeva I.V., Deyev S.M. // Biochemistry (Mosc). 2014, V.79, №12, P.1376-1381[21] Balalaeva I.V., Zdobnova T.A., Krutova I.V., Brilkina A.A., Lebedenko E.N., Deyev S.M. // J. Biophotonics. 2012. V. 5. № 11-12. 2012, V.5, №11-12, P.860-867[22] Morimoto H., Safrit J.T., Bonavida B. // J. Immunol. 1991, V.147, P.2609-2616