Противоопухолевые эффекты сочетанного действия рекомбинантного циклофилина А человека и ингибиторов контрольных точек иммунитета в экспериментальной модели меланомы В16 in vivo

Введение. Ингибиторы контрольных точек иммунитета занимают особое место среди стратегий иммунотерапии онкологических заболеваний. На сегодняшний день наиболее широкое клиническое применение получили антиCTLA-4 (CTLA-4 – гликопротеин цитотоксических лимфоцитов 4) и анти-PD-1/PD-L1-терапия (PD-1 – рецептор программируемой клеточной гибели 1, PD-L1 – лиганд 1 PD-1). Между тем терапия ингибиторами контрольных точек иммунитета не всегда оказывается успешной, и многочисленные исследования указывают на необходимость комбинирования ее с другими подходами иммунотерапии, в том числе с цитокинами. Особый интерес в этом отношении представляет секреторный циклофилин А (ЦфА). Плейотропое иммуностимулирующее действие и противоопухолевый эффект рекомбинантного ЦфА человека (рчЦфА) показаны нами ранее. Наши исследования рчЦфА как противоопухолевого фактора указывают на перспективность его использования в химио-иммунотерапии и комбинированной иммунотерапии онкологических заболеваний.
Цель исследования – оценить противоопухолевые эффекты комбинированной иммунотерапии с использованием рчЦфА и ингибиторов контрольных точек иммунитета в модели меланомы В16 in vivo.
Материалы и методы. Мышам C57BL/6 подкожно прививали клетки меланомы В16. На 6-й и 9-й дни после прививки опухоли вводили внутривенно блокирующие моноклональные антитела к PD-1, PD-L1 и лиганду 2 PD-1 (PD-L2), рецептору CTLA-4, белку гена активации лимфоцитов 3 (LAG-3) или молекуле CD276 в дозе 100 мкг/мышь. Рекомбинантный ЦфА человека вводили подкожно на 6–10-й дни после прививки опухоли в дозе 100 мкг/мышь. Терапевтический эффект сочетанной иммунотерапии оценивали по динамике роста меланомы В16 и выживаемости животных-опухоленосителей.
Результаты. В комбинации с антителами к CTLA-4 рчЦфА проявлял выраженное и продолжительное синергическое противоопухолевое действие до 19-го дня по окончании комбинированной иммунотерапии с увеличением продолжительности жизни экспериментальных животных на 70 %. Рекомбинантный ЦфА человека в сочетании с антителами к LAG-3 оказывал синергический терапевтический эффект до 12-го дня после иммунотерапии. Сочетание рчЦфА с антителами к PD-L1 и CD276 имело кратковременный эффект до 5-го дня после терапии. Комбинирование рчЦфА с блокаторами PD-1 и LAG-3 отменяло противоопухолевое действие двойной терапии ингибиторами контрольных точек иммунитета.
Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о способности рчЦфА значительно усиливать терапевтический эффект отдельных ингибиторов контрольных точек иммунитета. Таким образом, рчЦфА может быть предложен в качестве потенциального компонента комбинированной противоопухолевой иммунотерапии.

1. Rui R., Zhou L., He S. Cancer immunotherapies: advances and bottlenecks. Front Immunol 2023;14:1212476. DOI: 10.3389/fimmu.2023.1212476

2. Ren X., Guo S., Guan X. et al. Immunological classification of tumor types and advances in precision combination immunotherapy. Front Immunol 2022;13:790113. DOI: 10.3389/fimmu.2022.790113

3. Tsimberidou A.M., Fountzilas E., Nikanjam M., Kurzrock R. Review of precision cancer medicine: evolution of the treatment paradigm. Cancer Treat Rev 2020;86:102019. DOI: 10.1016/j.ctrv.2020.102019

4. Toor S.M., Sasidharan Nair V., Decock J., Elkord E. Immune checkpoints in the tumor microenvironment. Semin Cancer Biol 2020;65:1–12. DOI: 10.1016/j.semcancer.2019.06.021

5. Jia H., Yang H., Xiong H., Luo K.Q. NK cell exhaustion in the tumor microenvironment. Front Immunol 2023;14:1303605. DOI: 10.3389/fimmu.2023.1303605

6. Sanchez-Correa B., Lopez-Sejas N., Duran E. et al. Modulation of NK cells with checkpoint inhibitors in the context of cancer immunotherapy. Cancer Immunol Immunother 2019;68(5):861–70. DOI: 10.1007/s00262-019-02336-6

7. Wang L., Geng H., Liu Y. et al. Hot and cold tumors: Immunological features and the therapeutic strategies. MedComm 2020;4(5):e343. DOI: 10.1002/mco2.343

8. Webb E.S., Liu P., Baleeiro R. et al. Immune checkpoint inhibitors in cancer therapy. J Biomed Res 2018;32(5):317–26. DOI: 10.7555/JBR.31.20160168

9. Naidoo J., Page D.B., Li B.T. et al. Toxicities of the anti-PD-1 and anti-PD-L1 immune checkpoint antibodies. Ann Oncol 2015;26(12):2375–91. DOI: 10.1093/annonc/mdv383

10. Alsaab H.O., Sau S., Alzhrani R. et al. PD1 and PD-L1 checkpoint signaling inhibition for cancer immunotherapy: mechanism, combinations, and clinical outcome. Front Pharmacol 2017;8:561. DOI: 10.3389/fphar.2017.00561

11. Khair D.O., Bax H.J., Mele S. et al. Combining immune checkpoint inhibitors: established and emerging targets and strategies to improve outcomes in melanoma. Front Immunol 2019;10:453. DOI: 10.3389/fimmu.2019.00453

12. Wang Y., Wang Y., Ren Y. et al. Metabolic modulation of immune checkpoints and novel therapeutic strategies in cancer. Semin Cancer Biol 2022;86(Pt. 3):542–65. DOI: 10.1016/j.semcancer.2022.02.010

13. Zhou W.T., Jin W.L. B7-H3/CD276: an emerging cancer immunotherapy. Front Immunol 2021;12:701006. DOI: 10.3389/fimmu.2021.701006

14. Albrecht L.J., Livingstone E., Zimmer L., Schadendorf D. the latest option: nivolumab and relatlimab in advanced melanoma. Curr Oncol Rep 2023;25(6):647–57. DOI: 10.1007/s11912-023-01406-4

15. Duan Q., Zhang H., Zheng J., Zhang L. Turning cold into hot: firing up the tumor microenvironment. Trends Cancer 2020;6(7):605–18. DOI: 10.1016/j.trecan.2020.02.022

16. Mehdi A., Attias M., Mahmood N. et al. Enhanced anticancer effect of a combination of s-adenosylmethionine (SAM) and immune checkpoint inhibitor (ICPi) in a syngeneic mouse model of advanced melanoma. Front Oncol 2020;10:1361. DOI: 10.3389/fonc.2020.01361

17. Berraondo P., Sanmamed M.F., Ochoa M.C. et al. Cytokines in clinical cancer immunotherapy. Br J Cancer 2019;120(1):6–15. DOI: 10.1038/s41416-018-0328-y

18. Bharadwaj U., Zhang R., Yang H. et al. Effects of cyclophilin A on myeloblastic cell line KG-1 derived dendritic like cells (DLC) through p38 MAP kinase activation. J Surg Res 2005;127(1):29–38. DOI: 10.1016/j.jss.2005.02.020

19. Xu Q., Leiva M.C., Fischkoff S.A. et al. Leukocyte chemotactic activity of cyclophilin. J Biol Chem 1992;267(17):11968–71.

20. Dawar F.U., Xiong Y., Khattak M.N.K. et al. Potential role of cyclophilin A in regulating cytokine secretion. J Leukoc Biol 2017;102(4):989–92. DOI: 10.1189/jlb.3RU0317-090RR

21. Kalinina A., Golubeva I., Kudryavtsev I. et al. Cyclophilin A is a factor of antitumor defense in the early stages of tumor development. Int Immunopharmacol 2021;9:107470. DOI: 10.1016/j.intimp.2021.107470

22. Kalinina A., Silaeva Y., Kazansky D., Khromykh L. The role of recombinant human cyclophilin a in the antitumor immune response. Acta Naturae 2019;11(2):63–7. DOI: 10.32607/20758251-2019-11-2-63-67

23. Kalinina A., Kazansky D., Khromykh L. Recombinant human cyclophilin A in combination with adoptive T-cell therapy improves the efficacy of cancer immunotherapy in experimental models in vivo. Biochemistry (Moscow) 2023;88:590–9. DOI:10.1134/S0006297923050024

24. Kalinina A., Kolesnikov A., Kozyr A. et al. Preparative production and purification of recombinant human Cyclophilin A. Biochemistry (Moscow) 2022;87:259–68. DOI: 10.1134/S0006297922030063

25. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Ч. 1. Под ред. А.Н. Миронова. М.: Гриф и К, 2012. 944 с.

26. Ma J., Yan S., Zhao Y. et al. Blockade of PD-1 and LAG-3 expression on CD8+ T cells promotes the tumoricidal effects of CD8+ T cells. Front Immunol 2023;14:1265255. DOI: 10.3389/fimmu.2023.1265255

27. Woo S.R., Turnis M.E., Goldberg M.V. et al. Immune inhibitory molecules LAG-3 and PD-1 synergistically regulate T-cell function to promote tumoral immune escape. Cancer Res 2012;72(4):917–27. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-11-1620

28. Wei Y., Li Z. LAG3-PD-1 Combo overcome the disadvantage of drug resistance. Front Oncol 2022;12:831407. DOI: 10.3389/fonc.2022.831407

29. Ji S., Lee J., Lee E.S. et al. B16 melanoma control by anti-PD-L1 requires CD8+ T cells and NK cells: application of anti-PD-L1 Abs and Trp2 peptide vaccines. Hum Vaccin Immunother 2021;17(7):1910–22. DOI: 10.1080/21645515.2020.1866951

30. Singh M., Khong H., Dai Z. et al. Effective innate and adaptive antimelanoma immunity through localized TLR7/8 activation. J Immunol 2014;193(9):4722–31. DOI: 10.4049/jimmunol.1401160

31. Garcia M.G., Deng Y., Murray C. et al. Immune checkpoint expression and relationships to anti-PD-L1 immune checkpoint blockade cancer immunotherapy efficacy in aged versus young mice. Aging Cancer 2022;3(1):68–83. DOI: 10.1002/aac2.12045

32. Iwai Y., Ishida M., Tanaka Y. et al. Involvement of PD-L1 on tumor cells in the escape from host immune system and tumor immunotherapy by PD-L1 blockade. Proc Natl Acad Sci USA 2002;99(19):12293–7. DOI: 10.1073/pnas.192461099

33. Dutta S., Ganguly A., Chatterjee K. et al. Targets of immune escape mechanisms in cancer: basis for development and evolution of cancer immune checkpoint inhibitors. Biology (Basel) 2023;12(2):218. DOI: 10.3390/biology12020218

34. He Y., Rivard C.J., Rozeboom L. et al. Lymphocyte-activation gene-3, an important immune checkpoint in cancer. Cancer Sci 2016;107(9):1193–7. DOI: 10.1111/cas.12986