Векторная наноплатформа для прижизненной визуализации глубинных опухолей

Обложка
  • Авторы: Шрамова Е.И.1, Деев С.М.1,2,3, Прошкина Г.М.1
  • Учреждения:
    1. Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
    2. Первый Московский государственный медицинский университет имени Сеченова (Сеченовский университет)
    3. Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»
  • Выпуск: Том 16, № 2 (2024)
  • Страницы: 72-81
  • Раздел: Экспериментальные статьи
  • Дата подачи: 12.05.2024
  • Дата принятия к публикации: 21.05.2024
  • Дата публикации: 21.08.2024
  • URL: https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/27425
  • DOI: https://doi.org/10.32607/actanaturae.27425
  • ID: 27425

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Оптический биоимиджинг на основе люминесценции и флуоресценции в доклинических исследованиях на сегодняшний день является незаменимым подходом при оценке развития неопластических трансформаций, изучения пролиферативной активности опухоли, ее метастатического потенциала, а также при оценке терапевтического эффекта противоопухолевых агентов. В рамках расширения возможностей оптической визуализации интерес представляет создание сенсоров, основанных на биолюминесцентной резонансной передаче энергии (BRET) и не зависящих от внешнего источника облучения. Для визуализации глубинных опухолей, характеризующихся сверхэкспрессией рецептора второго типа эпидермального фактора роста человека (HER2), в данной работе разработана адресная наноплатформа на основе HER2-специфичных липосом, внутренняя среда которых содержит генетически кодируемый BRET-сенсор. BRET-сенсор представлен гибридным белком, функциональные модули которого включают высококаталитическую люциферазу NanoLuc (донор энергии) и красный флуоресцентный белок с большим стоксовым сдвигом LSSmKate1 (акцептор энергии). В опытах in vivo по визуализации внутрибрюшинных диссеминированных опухолей, сформированных клетками серозной цистаденокарциномы яичников SKOV3.ip1 и характеризующихся сверхэкспрессией HER2, установлено, что разработанная система применима для детекции глубоко расположенных опухолей определенного молекулярного профиля. Разработанная адресная система может стать эффективной платформой для оптимизации доклинических исследований новых таргетных препаратов.

Об авторах

Е. И. Шрамова

Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Email: gmb@ibch.ru
Россия, Москва, 117997

С. М. Деев

Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН; Первый Московский государственный медицинский университет имени Сеченова (Сеченовский университет); Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»

Email: gmb@ibch.ru
Россия, Москва, 117997; Москва, 119991; Москва, 123098

Г. М. Прошкина

Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: gmb@ibch.ru
Россия, Москва, 117997

Список литературы

  1. Bai J.W., Qiu S.Q., Zhang G.J. // Signal Transduct Target Ther. 2023. V. 8. № 1. P. 89.
  2. O’Farrell A.C., Shnyder S.D., Marston G., Coletta P.L., Gill J.H. // Br. J. Pharmacol. 2013. V. 169. № 4. P. 719–735.
  3. Hilderbrand S.A., Weissleder R. // Curr. Opin. Chem. Biol. 2010. V. 14. № 1. P. 71–79.
  4. Shramova E.I., Kotlyar A.B., Lebedenko E.N., Deyev S.M., Proshkina G.M. // Acta Naturae. 2020. V. 12. № 3. P. 102–113.
  5. Badr C.E. // Methods Mol. Biol. 2014. V. 1098. P. 1–18.
  6. Serkova N.J., Glunde K., Haney C.R., Farhoud M., De Lille A., Redente E.F., Simberg D., Westerly D.C., Griffin L., Mason R.P. // Cancer Res. 2021. V. 81. № 5. P. 1189–1200.
  7. Koessinger A.L., Koessinger D., Stevenson K., Cloix C., Mitchell L., Nixon C., Gomez-Roman N., Chalmers A.J., Norman J.C., Tait S.W.G. // Sci. Rep. 2020. V. 10. № 1. P. 15361.
  8. Shramova E.I., Chumakov S.P., Shipunova V.O., Ryabova A.V., Telegin G.B., Kabashin A.V., Deyev S.M., Proshkina G.M. // Light Sci. Appl. 2022. V. 11. № 1. P. 38.
  9. Ozawa T., Yoshimura H., Kim S.B. // Anal. Chem. 2013. V. 85. № 2. P. 590–609.
  10. Grebenil E.A., Kostyuk A.B., Deyev S.M. // Russ. Chem. Rev. 2016. V. 85. № 12. P. 1277–1296.
  11. Endo M., Ozawa T. // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. № 18. P. 6538.
  12. Főrster T. // Discuss. Faraday Soc. 1959. V. 27. P. 7–17.
  13. Yeh H.W., Karmach O., Ji A., Carter D., Martins-Green M.M., Ai H.W. // Nat. Methods. 2017. V. 14. № 10. P. 971–974.
  14. Eyre N.S., Aloia A.L., Joyce M.A., Chulanetra M., Tyrrell D.L., Beard M.R. // Virology. 2017. V. 507. P. 20–31.
  15. Iglesias P., Costoya J.A. // Biosens. Bioelectron. 2009. V. 24. № 10. P. 3126–3130.
  16. Branchini B.R., Rosenberg J.C., Ablamsky D.M., Taylor K.P., Southworth T.L., Linder S.J. // Anal. Biochem. 2011. V. 414. № 2. P. 239–245.
  17. Rumyantsev K.A., Turoverov K.K., Verkhusha V.V. // Sci. Rep. 2016. V. 6. P. 36588.
  18. Su Y., Walker J.R., Park Y., Smith T.P., Liu L.X., Hall M.P., Labanieh L., Hurst R., Wang D.C., Encell L.P., et al. // Nat. Methods. 2020. V. 17. № 8. P. 852–860.
  19. Nishihara R., Paulmurugan R., Nakajima T., Yamamoto E., Natarajan A., Afjei R., Hiruta Y., Iwasawa N., Nishiyama S., Citterio D., et al. // Theranostics. 2019. V. 9. № 9. P. 2646–2661.
  20. Ross J.S., Slodkowska E.A., Symmans W.F., Pusztai L., Ravdin P.M., Hortobagyi G.N. // Oncologist. 2009. V. 14. № 4. P. 320–368.
  21. 21.Polanovski O.L., Lebedenko E.N., Deyev S.M. // Biochemistry (Moscow). 2012. V. 77. № 3. P. 227–245.
  22. Blumenthal G.M., Scher N.S., Cortazar P., Chattopadhyay S., Tang S., Song P., Liu Q., Ringgold K., Pilaro A.M., Tilley A., et al. // Clin. Cancer Res. 2013. V. 19. № 18. P. 4911–4916.
  23. Piatkevich K.D., Hulit J., Subach O.M., Wu B., Abdulla A., Segall J.E., Verkhusha V.V. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010. V. 107. № 12. P. 5369–5374.
  24. Steiner D., Forrer P., Pluckthun A. // J. Mol. Biol. 2008. V. 382. № 5. P. 121–127.
  25. Studier F.W. // Protein Expr. Purif. 2005. V. 41. № 1. P. 207–234.
  26. Dragulescu-Andrasi A., Chan C.T., De A., Massoud T.F., Gambhir S.S. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2011. V. 108. № 29. P. 12060–12065.
  27. Shramova E.I., Filimonova V.P., Frolova A.Y., Pichkur E.B., Fedotov V.R., Konevega A.L., Deyev S.M., Proshkina G.M. // Eur. J. Pharm. Biopharm. 2023. V. 193. P. 208–217.
  28. Deyev S., Proshkina G., Baryshnikova O., Ryabova A., Avishai G., Katrivas L., Giannini C., Levi-Kalisman Y., Kotlyar A. // Eur. J. Pharm. Biopharm. 2018. V. 130. P. 296–305.
  29. Yu D., Wolf J.K., Scanlon M., Price J.E., Hung M.C. // Cancer Res. 1993. V. 53. № 4. P. 891–898.
  30. Hall M.P., Unch J., Binkowski B.F., Valley M.P., Butler B.L., Wood M.G., Otto P., Zimmerman K., Vidugiris G., Machleidt T., et al. // ACS Chem. Biol. 2012. V. 7. № 11. P. 1848–1857.
  31. Mahmood U. // IEEE Eng. Med. Biol. Mag. 2004. V. 23. № 4. P. 58–66.
  32. Carpenter S., Fehr M.J., Kraus G.A., Petrich J.W. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1994. V. 91. № 25. P. 12273–12277.
  33. Proshkina G.M., Shramova E.I., Shilova O.N., Ryabova A.V., Deyev S.M. // J. Photochem. Photobiol. B. 2018. V. 188. P. 107–115.
  34. Interlandi G., Wetzel S.K., Settanni G., Pluckthun A., Caflisch A. // J. Mol. Biol. 2008. V. 375. № 3. P. 837–854.
  35. Zahnd C., Kawe M., Stumpp M.T., de Pasquale C., Tamaskovic R., Nagy-Davidescu G., Dreier B., Schibli R., Binz H.K., Waibel R., et al. // Cancer Res. 2010. V. 70. № 4. P. 1595–1605.
  36. Suggitt M., Bibby M.C. // Clin. Cancer Res. 2005. V. 11. № 3. P. 971–981.
  37. Tolmachev V.M., Chernov M.I., Deyev S.М. // Russ. Chem. Rev. 2023. V. 91. № 3. P. RCR5034.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Шрамова Е.И., Деев С.М., Прошкина Г.М., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах