Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1086810.32607/20758251-2019-11-4-33-41ReviewsОбзорыReview ArticleThe Role of Tumor-Derived Vesicles in the Regulation of Antitumor ImmunityВезикулы, секретируемые опухолевыми клетками, и их роль в регуляции противоопухолевого иммунитетаUkrainskayaV. M.УкраинскаяВ. М.
Russian Federation
stepanov.aleksei.v@gmail.comRubtsovY. P.РубцовЮ. П.
Russian Federation
stepanov.aleksei.v@gmail.comKnorreV. D.КнорреВ. Д.
Russian Federation
stepanov.aleksei.v@gmail.comMaschanM. A.МасчанМ. А.
Russian Federation
stepanov.aleksei.v@gmail.comGabibovA. G.ГабибовА. Г.
Russian Federation
stepanov.aleksei.v@gmail.comStepanovA. V.СтепановА. В.
Russian Federation
stepanov.aleksei.v@gmail.comM.M. Shemyakin and Yu.A. Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of SciencesИнститут биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАНDmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and ImmunologyНМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева Минздрава России15122019114VOL 11, NO4 (2019)ТОМ 11, №4 (2019)334128012020Copyright ©; 2019, Ukrainskaya V.M., Rubtsov Y.P., Knorre V.D., Maschan M.A., Gabibov A.G., Stepanov A.V.Copyright ©; 2019, Украинская В.М., Рубцов Ю.П., Кнорре В.Д., Масчан М.А., Габибов А.Г., Степанов А.В.2019Ukrainskaya V.M., Rubtsov Y.P., Knorre V.D., Maschan M.A., Gabibov A.G., Stepanov A.V.Украинская В.М., Рубцов Ю.П., Кнорре В.Д., Масчан М.А., Габибов А.Г., Степанов А.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10868

In this article, we present a comprehensive, updated, and elucidative review of the current knowledge on the function played by tumor-derived vesicles (TDVs) in the crosstalk between tumor and immune cells. Characterization of the structure, biogenesis, and the major functions of TDVs is reported. The review focuses on particular ways of suppression or activation of CD4+/CD8+ Т cells by tumor-derived vesicles. Tumor-derived vesicles play an important role in the suppression of antitumor immunity. During the last 15 years, vesicle research has elucidated and improved our knowledge about the role of the vesicles in intercellular communication. Nevertheless, there are still blinds spots concerning vesicle heterogeneity and isolation methods, their uptake by target cells, and the role of mRNA in T-cell transformation or suppression. Along with the substantial progress in understanding of the role of tumor-derived vesicles in intercellular communication, novel antitumor therapy strategies based on vesicle inhibition in a tumor microenvironment are likely to appear very soon.

В обзоре рассмотрены современные представления о внеклеточных везикулах, выделяемых опухолевыми клетками, и их влиянии на противоопухолевый иммунитет. Приведена подробная характеристика строения, состава, биогенеза и функций опухолевых везикул. Охарактеризованы механизмы взаимодействия опухолевых везикул с клетками-акцепторами. Проведен критический обзор результатов современных исследований в области опухолевого микроокружения, наиболее детально рассмотрены пути подавления или активации лимфоцитов (CD4+/CD8+ Т-клеток) опухолевыми везикулами. Опухолевые везикулы играют важную роль в супрессии противоопухолевого иммунного ответа. Несмотря на то что уже изучено множество различных путей влияния везикул на иммунные клетки, открытыми остаются вопросы гетерогенности везикул и их содержимого, путей слияния/поглощения везикул клетками иммунной системы, роли мРНК в трансформации Т-клеток и других аспектах везикулярной коммуникации между клетками. Потенциальное использование везикул для направленного воздействия на противоопухолевый иммунитет, а также подавление негативного влияния этих мембранных частиц на иммунитет можно рассматривать как новые подходы терапии онкологических заболеваний.

vesiclesexosomesimmune responseCD4+/CD8+ Т cellstumor microenvironmentвезикулыиммунный ответCD4+/CD8+ Т-лимфоцитыопухолевое окружениеэкзосомыSections 1, 2, 3.1, 3.2 of this manuscript were written with financial support from the Russian Foundation for Basic Research grant No. 19-29-04087_mk; sections 3.3 and 4 were written with financial support from the Russian Foundation for Basic Research grant No. 17-74-30019.Написание глав 1, 2, 3.1, 3.2 выполнено при поддержке гранта РФФИ № 19-29-04087 мк, глав 3.3 и 4 – при поддержке гранта РНФ № 17-74-30019.Valadi H., Ekström K., Bossios A., Sjöstrand M., Lee J.J., Lötvall J.O. // Nat. Cell Biol. 2007. V. 9. № 6. P. 654-659.Mulcahy L.A., Pink R.C., Carter D.R.F. // J. Extracell. Vesicles. 2014. V. 3. № 1. P. 24641.Lv L.-H., Wan Y.-L., Lin Y., Zhang W., Yang M., Li G.-L., Lin H.-M., Shang C.-Z., Chen Y.-J., Min J. // J. Biol. Chem. 2012. V. 287. № 19. P. 15874-15885.Lespagnol A., Duflaut D., Beekman C., Blanc L., Fiucci G., Marine J.-C., Vidal M., Amson R., Telerman A. // Cell Death Differ. 2008. V. 15. № 11. P. 1723-1733.Brinton L.T., Sloane H.S., Kester M., Kelly K.A. // Cell. Mol. Life Sci. 2015. V. 72. № 4. P. 659-671.Ludwig N., Whiteside T.L., Reichert T.E. // Intern. J. Mol. Sci. 2019. V. 20. № 19. P. 4684.Bebelman M.P., Smit M.J., Pegtel D.M., Baglio S.R. // Pharmacology & Therapeutics. 2018. V. 188. P. 1-11.Czernek L., Düchler M. // Arch. Immunol. Ther. Exp. 2017. V. 65. № 4. P. 311-323.Barros F.M., Carneiro F., Machado J.C., Melo S.A. // Front. Immunol. 2018. V. 9. P. 730.Aiello S., Rocchetta F., Longaretti L., Faravelli S., Todeschini M., Cassis L., Pezzuto F., Tomasoni S., Azzollini N., Mister M., et al. // Sci. Rep. 2017. V. 7. № 1. P. 11518.Gutiérrez-Vázquez C., Villarroya-Beltri C., Mittelbrunn M., Sánchez-Madrid F. // Immunol. Rev. 2013. V. 251. № 1. P. 125-142.Hurwitz S.N., Rider M.A., Bundy J.L., Liu X., Singh R.K., Meckes D.G. // Oncotarget. 2016. V. 7. № 52. P. 86999-87015.Haderk F., Schulz R., Iskar M., Cid L.L., Worst T., Willmund K.V., Schulz A., Warnken U., Seiler J., Benner A., et al. // Sci. Immunol. 2017. V. 2. № 13. P. eaah5509.Robbins P.D., Morelli A.E. // Nat. Rev. Immunol. 2014. V. 14. № 3. P. 195-208.Zhang B., Yin Y., Lai R.C., Lim S.K. // Front. Immunol. 2014. V. 5. P. 518.Guescini M., Guidolin D., Vallorani L., Casadei L., Gioacchini A.M., Tibollo P., Battistelli M., Falcieri E., Battistin L., Agnati L.F., et al. // Exp. Cell Res. 2010. V. 316. № 12. P. 1977-1984.Théry C., Ostrowski M., Segura E. // Nat. Rev. Immunol. 2009. V. 9. № 8. P. 581-593.Greening D.W., Gopal S.K., Xu R., Simpson R.J., Chen W. // Seminars in Cell & Developmental Biology. 2015. V. 40. P. 72-81.Kahlert C., Kalluri R. // J. Mol. Med. 2013. V. 91. № 4. P. 431-437.Kahlert C., Melo S.A., Protopopov A., Tang J., Seth S., Koch M., Zhang J., Weitz J., Chin L., Futreal A., et al. // J. Biol. Chem. 2014. V. 289. № 7. P. 3869-3875.Abels E.R., Breakefield X.O. // Cell. Mol. Neurobiol. 2016. V. 36. № 3. P. 301-312.Batagov A.O., Kuznetsov V.A., Kurochkin I.V. // BMC Genomics. 2011. V. 12 Suppl 3. P. S18.Kim D.-K., Kang B., Kim O.Y., Choi D., Lee J., Kim S.R., Go G., Yoon Y.J., Kim J.H., Jang S.C., et al. // J. of Extracellular Vesicles. 2013. V. 2. № 1. P. 20384.Kalra H., Simpson R.J., Ji H., Aikawa E., Altevogt P., Askenase P., Bond V.C., Borràs F.E., Breakefield X., Budnik V., et al. // PLoS Biology. 2012. V. 10. № 12. P. e1001450.Keerthikumar S., Chisanga D., Ariyaratne D., Saffar H.A., Anand S., Zhao K., Samuel M., Pathan M., Jois M., Chilamkurti N., et al. // J. Mol. Biol. 2016. V. 428. № 4. P. 688-692.Mathieu M., Martin-Jaular L., Lavieu G., Théry C. // Nat. Cell Biol. 2019. V. 21. № 1. P. 9-17.Trajkovic K., Hsu C., Chiantia S., Rajendran L., Wenzel D., Wieland F., Schwille P., Brügger B., Simons M. // Science. 2008. V. 319. № 5867. P. 1244-1247.Ghossoub R., Lembo F., Rubio A., Gaillard C.B., Bouchet J., Vitale N., Slavík J., Machala M., Zimmermann P. // Nat. Commun. 2014. V. 5. № 1. P. 3477.Christ L., Raiborg C., Wenzel E.M., Campsteijn C., Stenmark H. // Trends Biochem. Sci. 2017. V. 42. № 1. P. 42-56.Hoshino D., Kirkbride K.C., Costello K., Clark E.S., Sinha S., Grega-Larson N., Tyska M.J., Weaver A.M. // Cell Rep. 2013. V. 5. № 5. P. 1159-1168.Kalra H., Drummen G., Mathivanan S. // IJMS. 2016. V. 17. № 2. P. 170.Hessvik N.P., Llorente A. // Cell. Mol. Life Sci. 2018. V. 75. № 2. P. 193-208.Stuffers S., Sem Wegner C., Stenmark H., Brech A. // Traffic. 2009. V. 10. № 7. P. 925-937.Kosaka N., Iguchi H., Hagiwara K., Yoshioka Y., Takeshita F., Ochiya T. // J. Biol. Chem. 2013. V. 288. № 15. P. 10849-10859.Wollert T., Hurley J.H. // Nature. 2010. V. 464. № 7290. P. 864-869.Maas S.L.N., Breakefield X.O., Weaver A.M. // Trends in Cell Biology. 2017. V. 27. № 3. P. 172-188.Mathivanan S., Ji H., Simpson R.J. // J. Proteomics. 2010. V. 73. № 10. P. 1907-1920.Wiklander O.P.B., Brennan M.Á., Lötvall J., Breakefield X.O., EL Andaloussi S. // Science Translational Medicine. 2019. V. 11. № 492. P. eaav8521.de Vrij J., Maas S.L.N., Kwappenberg K.M.C., Schnoor R., Kleijn A., Dekker L., Luider T.M., de Witte L.D., Litjens M., van Strien M.E., et al. // Int. J. Cancer. 2015. V. 137. № 7. P. 1630-1642.Whiteside T.L. // Biochm. Soc. Trans. 2013. V. 41. № 1. P. 245-251.Sakaguchi S., Yamaguchi T., Nomura T., Ono M. // Cell. 2008. V. 133. № 5. P. 775-787.Matzinger P. // Annu. Rev. Immunol. 1994. V. 12. P. 991-1045.Schwartz R.H. // Science. 1990. V. 248. № 4961. P. 1349-1356.Steinman R.M., Turley S., Mellman I., Inaba K. // J. Exp. Med. 2000. V. 191. № 3. P. 411-416.van Parijs L., Abbas A.K. // Science. 1998. V. 280. № 5361. P. 243-248.Shinohara H., Kuranaga Y., Kumazaki M., Sugito N., Yoshikawa Y., Takai T., Taniguchi K., Ito Y., Akao Y. // J. Immunol. 2017. V. 199. № 4. P. 1505-1515.Gabrusiewicz K., Li X., Wei J., Hashimoto Y., Marisetty A.L., Ott M., Wang F., Hawke D., Yu J., Healy L.M., et al. // Oncoimmunology. 2018. V. 7. № 4. P. e1412909.Andreola G., Rivoltini L., Castelli C., Huber V., Perego P., Deho P., Squarcina P., Accornero P., Lozupone F., Lugini L., et al. // J. Exp. Med. 2002. V. 195. № 10. P. 1303-1316.Keryer-Bibens C., Pioche-Durieu C., Villemant C., Souquère S., Nishi N., Hirashima M., Middeldorp J., Busson P. // BMC Cancer. 2006. V. 6. P. 283.Wieckowski E.U., Visus C., Szajnik M., Szczepanski M.J., Storkus W.J., Whiteside T.L. // J. Immunol. 2009. V. 183. № 6. P. 3720-3730.Sprent J. // Blood Cells, Molecules, and Diseases. 2005. V. 35. № 1. P. 17-20.Martínez-Lorenzo M.J., Anel A., Alava M.A., Piñeiro A., Naval J., Lasierra P., Larrad L. // Exp. Cell Res. 2004. V. 295. № 2. P. 315-329.Klibi J., Niki T., Riedel A., Pioche-Durieu C., Souquere S., Rubinstein E., Le Moulec S., Guigay J., Hirashima M., Guemira F., et al. // Blood. 2009. V. 113. № 9. P. 1957-1966.Wieckowski E., Whiteside T.L. // Immunol. Res. 2006. V. 36. № 1-3. P. 247-254.Taylor D.D., Gerçel-Taylor Ç., Lyons K.S., Stanson J., Whiteside T.L. // Clin. Cancer Res. 2003. V. 9. № 14. P. 5113.González S., López-Soto A., Suarez-Alvarez B., López-Vázquez A., López-Larrea C. // Trends Immunol. 2008. V. 29. № 8. P. 397-403.Ljunggren H.-G. // Immunity. 2008. V. 28. № 4. P. 492-494.Jamieson A.M., Diefenbach A., McMahon C.W., Xiong N., Carlyle J.R., Raulet D.H. // Immunity. 2002. V. 17. № 1. P. 19-29.Gasser S., Orsulic S., Brown E.J., Raulet D.H. // Nature. 2005. V. 436. № 7054. P. 1186-1190.Clayton A., Mitchell J.P., Court J., Linnane S., Mason M.D., Tabi Z. // J. Immunol. 2008. V. 180. № 11. P. 7249-7258.Clayton A., Tabi Z. // Blood Cells Mol. Dis. 2005. V. 34. № 3. P. 206-213.Lundholm M., Schröder M., Nagaeva O., Baranov V., Widmark A., Mincheva-Nilsson L., Wikström P. // PLoS One. 2014. V. 9. № 9. P. e108925.Theodoraki M.-N., Yerneni S.S., Hoffmann T.K., Gooding W.E., Whiteside T.L. // Clin. Cancer Res. 2018. V. 24. № 4. P. 896-905.Poggio M., Hu T., Pai C.-C., Chu B., Belair C.D., Chang A., Montabana E., Lang U.E., Fu Q., Fong L., et al. // Cell. 2019. V. 177. № 2. P. 414-427.Chen G., Huang A.C., Zhang W., Zhang G., Wu M., Xu W., Yu Z., Yang J., Wang B., Sun H., et al. // Nature. 2018. V. 560. № 7718. P. 382-386.Li P., Liu D., Chen J., Wu J., Zhang G., Wang C., Chen J., Hu B., Li C. // Int. J. Clin. Exp. Med. 2019. V. 12. № 5. P. 5333-5340.Kim D.H., Kim H., Choi Y.J., Kim S.Y., Lee J.-E., Sung K.J., Sung Y.H., Pack C.-G., Jung M., Han B., et al. // Exp. Mol. Med. 2019. V. 51. № 8. P. 1-13.Clayton A., Al-Taei S., Webber J., Mason M.D., Tabi Z. // J. Immunol. 2011. V. 187. № 2. P. 676-683.Borsellino G., Kleinewietfeld M., Di Mitri D., Sternjak A., Diamantini A., Giometto R., Höpner S., Centonze D., Bernardi G., Dell’Acqua M.L., et al. // Blood. 2007. V. 110. № 4. P. 1225-1232.Welihinda A.A., Kaur M., Greene K., Zhai Y., Amento E.P. // Cell. Signal. 2016. V. 28. № 6. P. 552-560.Muller L., Simms P., Hong C.-S., Nishimura M.I., Jackson E.K., Watkins S.C., Whiteside T.L. // Oncoimmunology. 2017. V. 6. № 8. P. e1261243.Smyth L.A., Ratnasothy K., Tsang J.Y.S., Boardman D., Warley A., Lechler R., Lombardi G. // Eur. J. Immunol. 2013. V. 43. № 9. P. 2430-2440.Li J., Tian T., Zhou X. // Critical Reviews in Oncology/Hematology. 2019. V. 137. P. 27-34.Strauss L., Bergmann C., Whiteside T.L. // J. Immunol. 2009. V. 182. № 3. P. 1469-1480.Szajnik M., Czystowska M., Szczepanski M.J., Mandapathil M., Whiteside T.L. // PLoS One. 2010. V. 5. № 7. P. e11469.Czystowska M., Strauss L., Bergmann C., Szajnik M., Rabinowich H., Whiteside T.L. // J. Mol. Med. (Berl.). 2010. V. 88. № 6. P. 577-588.Charbonneau B., Moysich K.B., Kalli K.R., Oberg A.L., Vierkant R.A., Fogarty Z.C., Block M.S., Maurer M.J., Goergen K.M., Fridley B.L., et al. // Cancer Immunology Research. 2014. V. 2. № 4. P. 332-340.Duan M.-C., Zhong X.-N., Liu G.-N., Wei J.-R. // J. Immunol. Res. 2014. V. 2014. P. 730380.Zhou J., Li X., Wu X., Zhang T., Zhu Q., Wang X., Wang H., Wang K., Lin Y., Wang X. // Cancer Immunol Res. 2018. V. 6. № 12. P. 1578-1592.Zheng Y., Wang Z., Deng L., Zhang G., Yuan X., Huang L., Xu W., Shen L. // Clin. Immunol. 2015. V. 157. № 1. P. 65-77.Chalmin F., Ladoire S., Mignot G., Vincent J., Bruchard M., Remy-Martin J.-P., Boireau W., Rouleau A., Simon B., Lanneau D., et al. // J. Clin. Invest. 2010. V. 120. № 2. P. 457-471.Muller L., Mitsuhashi M., Simms P., Gooding W.E., Whiteside T.L. // Sci. Rep. 2016. V. 6. № 1. P. 20254.Chen L., Hasni M.S., Jondal M., Yakimchuk K. // Autoimmunity. 2017. V. 50. № 6. P. 370-376.Guery L., Hugues S. // Front. Immunol. 2013. V. 4. P. 59.