Development of a bifunctional CD1d-anti-HER2 scFv fusion molecule to redirect the iNKT cell-mediated immune response to the tumor site

Abstract : Invariant natural killer T lymphocytes (iNKT) are a unique subpopulation of T lymphocytes recognizing glycolipid antigens in the context of the MHC class I-like molecule CD1d. Upon activation with the high affinity ligand α-galactosylceramide (αGalCer), iNKT cells rapidly produce large amounts of the pro-inflammatory cytokine interferon gamma (IFN-γ) and potently activate cells of the innate and adaptive immune response, such as dendritic cells (DCs), NK and T cells. In this context, iNKT cells have been shown to efficiently mediate antitumor activity, and recent research has focused on the manipulation of these cells for antitumor therapies. However, a major drawback of αGalCer as a free drug is that a single injection of this ligand leads to a short-lived iNKT cell activation followed by a long-term anergy, limiting its therapeutic use. In contrast, we demonstrate here that when αGalCer is loaded on a recombinant soluble CD1d molecule (αGalCer/sCD1d), repeated injections lead to a sustained iNKT and NK cell activation associated with IFN-γ secretion as well as with DC maturation. Most importantly, when the αGalCer/sCD1d is fused to an anti-HER2 scFv antibody fragment, potent inhibition of experimental lung metastasis and established subcutaneous tumors is obtained when systemic treatment is started two to seven days after the injection of HER2-expressing B16 melanoma cells, whereas at this time free αGalCer has no effect. The antitumor activity of the sCD1d-anti-HER2 fusion protein is associated with HER2-specific tumor localization and accumulation of iNKT, NK and T cells at the tumor site. Importantly, active T cell immunization combined with the sCD1d-anti-HER2 treatment leads to the accumulation of antigen-specific CD8 T cells exclusively in HER2-expressing tumors, resulting in potent tumor inhibition. In conclusion, sustained activation and tumor targeting of iNKT cells by recombinant αGalCer/sCD1d molecules thus may promote a combined innate and adaptive immune response at the tumor site that may prove to be effective in cancer immunotherapy. RESUME : Les lymphocytes «invariant Natural Killer T » (iNKT) forment une sous-population particulière de lymphocytes T reconnaissant des antigènes glycolipidiques présentés sur la molécule non-polymorphique CD1d, analogue aux protéines du complexe majeur d'histocompatibilité de classe I. Après activation avec le ligand de haute affinité α-galactosylceramide (αGalCer), les cellules iNKT produisent des grandes quantités de la cytokine pro-inflammatoire interferon gamma (IFN-γ) et activent les cellules du système immunitaire inné et acquis, telles que les cellules dendritiques (DC), NK et T. En conséquence, on a montré que les cellules iNKT exercent des activités anti-tumorales et la recherche s'est intéressée à la manipulation de ces cellules pour développer des thérapies anti-tumorales. Néanmoins, le désavantage majeur de l'αGalCer, injecté seul, est qu'une seule dose de ce ligand aboutit à une activation des cellules iNKT de courte durée suivie par un état anergique prolongé, limitant l'utilisation thérapeutique de ce glycolipide. En revanche, l'étude présentée ici démontre que, si l'αGalCer est chargé sur des molécules récombinantes soluble CD1d (αGalCer/sCDld), des injections répétées aboutissent à une activation prolongée des cellules iNKT et NK associée avec la sécrétion d'IFN-γ et la maturation des cellules DC. Plus important, si on fusionne la molécule αGalCer/sCD1d avec un fragment single-chain (scFv) de l'anticorps anti-HER2, on observe une importante inhibition de métastases expérimentales aux poumons et de tumeurs sous-cutanées même lorsque le traitement systémique est commencé 2 à 7 jours après la greffe des cellules de mélanome B16 transfectées avec l'antigène HER2. Dans les mêmes conditions le traitement avec l'αGalCer seul est inefficace. L'activité anti-tumorale de la protéine sCDld-anti-HER2 est associée à son accumulation spécifique dans des tumeurs exprimant le HER2 ainsi qu'avec une accumulation des cellules iNKT, NK et T à la tumeur. De plus, une immunisation active combinée avec le traitement sCD1d-anti-HER2 aboutit à une accumulation des lymphocytes T CD8 spécifiques de l'antigène d'immunisation, ceci exclusivement dans des tumeurs qui expriment l'antigène HER2. Cette combinaison résulte dans une activité anti-tumeur accrue. En conclusion, l'activation prolongée des cellules iNKT redirigées à la tumeur par des molécules recombinantes αGalCer/sCDld conduit à l'activation de la réponse innée et adaptative au site tumoral, offrant une nouvelle stratégie prometteuse d'immunothérapie contre le cancer. RESUME POUR UN LARGE PUBLIC : Le cancer est une cause majeure de décès dans le monde. Sur un total de 58 millions de décès enregistrés au niveau mondial en 2005, 7,6 millions (soit 13%) étaient dus au cancer. Les principaux traitements de nombreux cancers sont la chirurgie, en association avec la radiothérapie et la chimiothérapie. Néanmoins, ces traitements nuisent aussi aux cellules normales de notre corps et parfois, ils ne suffisent pas pour éliminer définitivement une tumeur. L'immunothérapie est l'une des nouvelles approches pour la lutte contre le cancer et elle vise à exploiter la spécificité du système immunitaire qui peut distinguer des cellules normales et tumorales. Une cellule exprimant un marqueur tumoral (antigène) peut être reconnue par le système immunitaire humoral (anticorps) et/ou cellulaire, induisant une réponse spécifique contre la tumeur. L'immunothérapie peut s'appuyer alors sur la perfusion d'anticorps monoclonaux dirigés contre des antigènes tumoraux, par exemple les anticorps dirigés contre les protéines oncogéniques Her-2/neu dans le cancer du sein. Ces anticorps ont le grand avantage de spécifiquement se localiser à la tumeur et d'induire la lyse ou d'inhiber la prolifération des cellules tumorales exprimant l'antigène. Aujourd'hui, six anticorps monoclonaux non-conjugés sont approuvés en clinique. Cependant l'efficacité de ces anticorps contre des tumeurs solides reste limitée et les traitements sont souvent combinés avec de la chimiothérapie. L'immunothérapie spécifique peut également être cellulaire et exploiter par immunisation active le développement de lymphocytes T cytotoxiques (CTL) capables de détruire spécifiquement les cellules malignes. De telles «vaccinations »sont actuellement testées en clinique, mais jusqu'à présent elles n'ont pas abouti aux résultats satisfaisants. Pour obtenir une réponse lymphocytaire T cytotoxique antitumorale, la cellule T doit reconnaître un antigène associé à la tumeur, présenté sous forme de peptide dans un complexe majeur d'histocompatibilité de classe I (CHM I). Cependant les cellules tumorales sont peu efficace dans la présentation d'antigène, car souvent elles se caractérisent par une diminution ou une absence d'expression des molécules d'histocompatibilité de classe I, et expriment peu ou pas de molécules d'adhésion et de cytokines costimulatrices. C'est en partie pourquoi, malgré l'induction de fortes réponses CTL spécifiquement dirigés contre des antigènes tumoraux, les régressions tumorales obtenus grâce à ces vaccinations sont relativement rares. Les lymphocytes «invariant Natural Killer T » (iNKT) forment une sous-population particulière de lymphocytes T reconnaissant des antigènes glycolipidiques présentés sur la molécule non-polymorphique CD1d, analogue aux protéines CMH I. Après activation avec le ligand de haute affinité α-galactosylceramide (αGalCer), les cellules iNKT produisent des grandes quantités de la cytokine pro-inflammatoire interferon gamma (IFN-γ) et activent les cellules du système immunitaire inné et acquis, telles que les cellules dendritiques (DC), NK et T. En conséquence, on a montré que les cellules iNKT exercent des activités anti-tumorales et la recherche s'est intéressée à la manipulation de ces cellules pour développer des thérapies anti-tumorales. Néanmoins, le désavantage majeur de l'αGalCer, injecté seul, est qu'une seule dose de ce ligand aboutit à une activation des cellules iNKT de courte durée suivie par un état anergique prolongé, limitant l'utilisation thérapeutique de ce glycolipide. Notre groupe de recherche a donc eu l'idée de développer une nouvelle approche thérapeutique où la réponse immunitaire des cellules iNKT serait prolongée et redirigée vers la tumeur par des anticorps monoclonaux. Concrètement, nous avons produit des molécules récombinantes soluble CD1d (sCD1d) qui, si elles sont chargés avec l'αGalCer (αGalCer/sCDld), aboutissent à une activation prolongée des cellules iNKT et NK associée avec la sécrétion d'IFN-γ et la maturation des cellules DC. Plus important, si la molécule αGalCer/sCD1d est fusionnée avec un fragment single-chain (scFv) de l'anticorps anti-HER2, la réponse immunitaire est redirigée à la tumeur pour autant que les cellules cancéreuses expriment l'antigène HER2. Les molécules αGalCer/sCDld ainsi présentées activent les lymphocytes iNKT. Avec cette stratégie, on observe une importante inhibition de métastases expérimentales aux poumons et de tumeurs sous-cutanées, même lorsque le traitement systémique est commencé 2 à 7 jours après la greffe des cellules de mélanome B16 transfectées avec l'antigène HER2. Dans les mêmes conditions le traitement avec l'αGalCer seul est inefficace. L'activité anti-tumorale de la protéine sCDld-anti-HER2 est associée à son accumulation spécifique dans des tumeurs exprimant le HER2 ainsi qu'avec une accumulation des cellules iNKT, NK et T à la tumeur. En conclusion, l'activation prolongée des cellules iNKT redirigées à la tumeur par des molécules récombinantes αGalCer/sCD1d conduit à l'activation de la réponse innée et adaptative au site tumoral, offrant une nouvelle stratégie prometteuse d'immunothérapie contre le cancer.

Efeitos anti-inflamatório e antitumoral dos constituintes de Qualea grandiflora no tumor de Ehrlich

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Pilot-scale fermentation and purification of the recombinant allophycocyanin over-expressed in Escherichia coli

A recombinant allophycocyanin (rAPC), used for treatment of tumors, has been expressed in E. coli which was grown in glucose fed-batch culture in a 30 l fermentor. Recombinant allophycocyanin was purified from soluble E. coli cell lysate using hydrophobic interaction chromatography followed by chromatography using amylose affinity column. The purity of product was greater than 98% and yielded an average of 5.5 g kg(-1) dry cells. Recombinant allophycocyanin significantly inhibited H-22 hepatoma (p (0.01) in mice with inhibition rates ranging from 36% to 62% with doses from 6.25 to 50 mg kg(-1) d(-1).

Structure-based design of HSPA5 inhibitors: From peptide to small molecule inhibitors

We identified nine small-molecule hit compounds of Heat shock 70 kDa protein 5 (HSPA5) from cascade in silico screening based on the binding modes of the tetrapeptides derived from the peptide substrate or inhibitors of Escherichia coli HSP70. Two compounds exhibit promising inhibition activities from cancer cell viability and tumor inhibition assays. The binding modes of the hit compounds provide a platform for development of selective small molecule inhibitors of HSPA5. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Desenvolvimento e caracterização físico-química e biofarmacêutica de nano e microemulsões lipídicas de uso intravenoso contendo metildiidrojasmonato

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Oil-in-water biocompatible microemulsion as a carrier for the antitumor drug compound methyl dihydrojasmonate

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Identifizierung chemischer Transportinhibitoren zur Modulation (patho)biologischer Genprodukte

Die intrazelluläre Lokalisation von Proteinen und Makromolekülen unterliegt in Eukaryoten einer strengen Regulation. Insbesondere erlaubt die Kompartimentierung eukaryotischer Zellen in Zellkern und Zytoplasma den simultanen Ablauf räumlich getrennter biochemischer Reaktionen, und damit die unabhängige Regulation zellulärer Programme. Da trotz intensiver Forschungsbemühungen bis dato die molekularen Details sowie die (patho)biologische Bedeutung von Kern-Zytoplasma-Transportprozessen noch immer nicht vollkommen verstanden sind, wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit ein Fokus auf die Identifizierung von chemischen Transportinhibitoren gelegt. Das zu diesem Zweck entwickelte Translokations-Biosensor-System basiert auf der Kombination von autofluoreszierenden Proteinen, sowie spezifisch ausgewählten Kernexport- und Kernimportsignalen. Nach Etablierung geeigneter Zellmodelle, die effizient und stabil die Translokations-Biosensoren exprimieren, wurde die 17 000 Substanzen umfassende Bibliothek der ChemBioNet-Initiative nach Kernexportinhibitoren mittels einer Fluoreszenzmikroskopie-basierten Hochdurchsatzanalyse-Plattform durchmustert. Zunächst wurden Translokations-Algorithmen, welche eine zuverlässige automatisierte Erkennung von Zellkern und Zytoplasma erlauben, optimiert. Im Folgenden konnten acht neue niedermolekulare Kernexport-Inhibitoren identifiziert werden, die sich in der Stärke, der Geschwindigkeit, sowie in der Beständigkeit der vermittelten Inhibition unterscheiden. Die Aktivität der Inhibitoren konnte auf den isolierten nukleären Exportsignalen (NES) von HIV-1 Rev und Survivin als auch auf den entsprechenden Volllängeproteinen mittels Mikroinjektionsexperimenten sowie durch umfassende in vitro und biochemische Methoden bestätigt werden. Zur Untersuchung der funktionellen Einheiten der Inhibitoren wurden homologe Substanzen auf Ihre Aktivität hin getestet. Dabei konnten für die Aktivität wichtige chemische Gruppen definiert werden. Alle Substanzen stellen neue Inhibitoren des Crm1-abhängigen Exports dar und zeigen keine nachweisbare NES-Selektivität. Interessanterweise konnte jedoch eine zytotoxische und Apoptose-induzierende Wirkung auf verschiedene Krebszellarten festgestellt werden. Da diese Wirkung unabhängig vom p53-Status der Tumorzellen ist und die Inhibitoren C3 und C5 die Vitalität nicht-maligner humaner Zellen signifikant weniger beeinträchtigen, wurden diese Substanzen zum internationalen Patent angemeldet. Da der nukleäre Export besonders für Tumorzellen einen wichtigen Überlebenssignalweg darstellt, könnte dessen reversible Hemmung ausgenutzt werden, um besonders in Kombination mit gängigen Krebstherapien eine therapeutisch relevante Tumorinhibition zu erzeugen. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der neuen Exportinhibitoren ist auf dem Gebiet der Infektionskrankheiten zu sehen, da auch die Aktivität des essentiellen HIV-1 Rev-Proteins inhibiert wird. Zusätzlich konnte in der Arbeit gezeigt werden, dass der zelluläre Kofaktor des Crm1-abhängigen Exports des HIV-1 Rev-Proteins, die RNA-Helikase DDX3, ein eigenes NES enthält. Der Nachweis einer direkten Interaktion des HIV-1 Rev- mit dem DDX3-Protein impliziert, dass multiple Angriffstellen für chemische Modulatoren hinsichtlich einer antiviralen Therapie gegeben sind. Da die Vielfalt des chemischen Strukturraums es unmöglich macht diesen experimentell vollständig zu durchmustern, wurden im Rahmen dieser Arbeit auch Naturstoffe als vielversprechende Wirkstoffquelle untersucht. Um zukünftig umfassend bioaktive Substanzen aus diesen hochkomplexen Stoffgemischen experimentell identifizieren zu können, wurde eine Fluoreszenzmikroskopie-basierte Hochdurchsatzanalyse-Plattform am Mainz Screening Center (MSC) etabliert. Damit konnte bereits ein weiterer, bisher unbekannter Exportinhibitor aus Cyphellopsis anomala identifiziert werden. Neben einer Anwendung dieser Substanz als chemisches Werkzeug zur Aufklärung der Regulation von Transportvorgängen, stellt sich auch die evolutionsbiologisch relevante Frage, wie es dem Pilzproduzenten gelingt die Blockierung des eigenen Kernexports zu umgehen. Weiterführende Projekte müssen sich neben der Aufklärung der molekularen Wirkmechanismen der gefundenen Substanzen mit der Identifizierung spezifischer chemischer „Funktionseinheiten“ beschäftigen. Neben einem verbesserten mechanistischen Verständnis von Transportvorgängen stellen die erarbeiteten Transportinhibitoren Vorstufen zur Weiterentwicklung möglicher Wirkstoffe dar. Die im Rahmen dieser Arbeit etablierte Technologie-Plattform und molekularen Werkzeuge stellen darüber hinaus eine wichtige Voraussetzung dar, um eine systematische Suche nach möglichen Wirkstoffen im Forschungsfeld der „Chemischen Biomedizin“ voranzutreiben.

Serine protease inhibition and mitochondrial dysfunction associated with cisplatin resistance in human tumor cell lines : targets for therapy

Indicators of mitochondrial function were studied in two different cell culture models of cis-diamminedichloroplatinum-II (CDDP) resistance: the intrinsically resistant human ovarian cancer cell line CI-80-13S, and resistant clones (HeLa-S1a and HeLa-S1b) generated by stable expression of the serine protease inhibitor—plasminogen activator inhibitor type-2 (PAI-2), in the human cervical cancer cell line HeLa. In both models, CDDP resistance was associated with sensitivity to killing by adriamycin, etoposide, auranofin, bis[1,2-bis(diphenylphosphino)ethane]gold(I) chloride {[Au(DPPE)2]Cl}, CdCl2 and the mitochondrial inhibitors rhodamine-123 (Rhl23), dequalinium chloride (DeCH), tetraphenylphosphonium (TPP), and ethidium bromide (EtBr) and with lower constitutive levels of ATP. Unlike the HeLa clones, CI-80-13S cells were additionally sensitive to chloramphenicol, 1-methyl-4-phenylpyridinium ion (MPP+), rotenone, thenoyltrifluoroacetone (TTFA), and antimycin A, and showed poor reduction of 1-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT), suggesting a deficiency in NADH dehydrogenase and/or succinate dehydrogenase activities. Total platinum uptake and DNA-bound platinum were slightly lower in CI-80-13S than in sensitive cells. The HeLa-S1a and HeLa-S1b clones, on the other hand, showed poor reduction of triphenyltetrazolium chloride (TTC), indicative of low cytochrome c oxidase activity. Total platinum uptake by HeLa-S1a was similar to HeLa, but DNA-bound platinum was much lower than for the parent cell line. The mitochondria of CI-80-13S and HeLa-S1a showed altered morphology and were fewer in number than those of JAM and HeLa. In both models, CDDP resistance was associated with less platinum accumulation and with mitochondrial and membrane defects, brought about one case with expression of a protease inhibitor which is implicated in tumor progression. Such markers may identify tumors suitable for treatment with gold phosphine complexes or other mitochondrial inhibitors.

Serine protease inhibition and mitochondrial dysfunction associated with cisplatin resistance in human tumor cell lines: targets for therapy

Indicators of mitochondrial function were studied in two different cell culture models of cis-diamminedichloroplatinum-II (CDDP) resistance: the intrinsically resistant human ovarian cancer cell line CI-80-13S, and resistant clones (HeLa-S1a and HeLa-S1b) generated by stable expression of the serine protease inhibitor—plasminogen activator inhibitor type-2 (PAI-2), in the human cervical cancer cell line HeLa. In both models, CDDP resistance was associated with sensitivity to killing by adriamycin, etoposide, auranofin, bis[1,2-bis(diphenylphosphino)ethane]gold(I) chloride {[Au(DPPE)2]Cl}, CdCl2 and the mitochondrial inhibitors rhodamine-123 (Rhl23), dequalinium chloride (DeCH), tetraphenylphosphonium (TPP), and ethidium bromide (EtBr) and with lower constitutive levels of ATP. Unlike the HeLa clones, CI-80-13S cells were additionally sensitive to chloramphenicol, 1-methyl-4-phenylpyridinium ion (MPP+), rotenone, thenoyltrifluoroacetone (TTFA), and antimycin A, and showed poor reduction of 1-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT), suggesting a deficiency in NADH dehydrogenase and/or succinate dehydrogenase activities. Total platinum uptake and DNA-bound platinum were slightly lower in CI-80-13S than in sensitive cells. The HeLa-S1a and HeLa-S1b clones, on the other hand, showed poor reduction of triphenyltetrazolium chloride (TTC), indicative of low cytochrome c oxidase activity. Total platinum uptake by HeLa-S1a was similar to HeLa, but DNA-bound platinum was much lower than for the parent cell line. The mitochondria of CI-80-13S and HeLa-S1a showed altered morphology and were fewer in number than those of JAM and HeLa. In both models, CDDP resistance was associated with less platinum accumulation and with mitochondrial and membrane defects, brought about one case with expression of a protease inhibitor which is implicated in tumor progression. Such markers may identify tumors suitable for treatment with gold phosphine complexes or other mitochondrial inhibitors.

Inhibition of the JAK2/STAT3 pathway in ovarian cancer results in the loss of cancer stem cell-like characteristics and a reduced tumor burden

Background Current treatment of ovarian cancer patients with chemotherapy leaves behind a residual tumor which results in recurrent ovarian cancer within a short time frame. We have previously demonstrated that a single short-term treatment of ovarian cancer cells with chemotherapy in vitro resulted in a cancer stem cell (CSC)-like enriched residual population which generated significantly greater tumor burden compared to the tumor burden generated by control untreated cells. In this report we looked at the mechanisms of the enrichment of CSC-like residual cells in response to paclitaxel treatment. Methods The mechanism of survival of paclitaxel-treated residual cells at a growth inhibitory concentration of 50% (GI50) was determined on isolated tumor cells from the ascites of recurrent ovarian cancer patients and HEY ovarian cancer cell line by in vitro assays and in a mouse xenograft model. Results Treatment of isolated tumor cells from the ascites of ovarian cancer patients and HEY ovarian cancer cell line with paclitaxel resulted in a CSC-like residual population which coincided with the activation of Janus activated kinase 2 (JAK2) and signal transducer and activation of transcription 3 (STAT3) pathway in paclitaxel surviving cells. Both paclitaxel-induced JAK2/STAT3 activation and CSC-like characteristics were inhibited by a low dose JAK2-specific small molecule inhibitor CYT387 (1 μM) in vitro. Subsequent, in vivo transplantation of paclitaxel and CYT387-treated HEY cells in mice resulted in a significantly reduced tumor burden compared to that seen with paclitaxel only-treated transplanted cells. In vitro analysis of tumor xenografts at protein and mRNA levels demonstrated a loss of CSC-like markers and CA125 expression in paclitaxel and CYT387-treated cell-derived xenografts, compared to paclitaxel only-treated cell-derived xenografts. These results were consistent with significantly reduced activation of JAK2 and STAT3 in paclitaxel and CYT387-treated cell-derived xenografts compared to paclitaxel only-treated cell derived xenografts. Conclusions This proof of principle study demonstrates that inhibition of the JAK2/STAT3 pathway by the addition of CYT387 suppresses the ‘stemness’ profile in chemotherapy-treated residual cells in vitro, which is replicated in vivo, leading to a reduced tumor burden. These findings have important implications for ovarian cancer patients who are treated with taxane and/or platinum-based therapies. Keywords: Ovarian carcinoma, Cancer stem cell, Metastasis, Ascites, Chemoresistance, Recurrence, JAK2/STAT3 pathway

Inhibition of p300 lysine acetyltransferase activity by luteolin reduces tumor growth in head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) xenograft mouse model

Chromatin acetylation is attributed with distinct functional relevance with respect to gene expression in normal and diseased conditions thereby leading to a topical interest in the concept of epigenetic modulators and therapy. We report here the identification and characterization of the acetylation inhibitory potential of an important dietary flavonoid, luteolin. Luteolin was found to inhibit p300 acetyltransferase with competitive binding to the acetyl CoA binding site. Luteolin treatment in a xenografted tumor model of head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC), led to a dramatic reduction in tumor growth within 4 weeks corresponding to a decrease in histone acetylation. Cells treated with luteolin exhibit cell cycle arrest and decreased cell migration. Luteolin treatment led to an alteration in gene expression and miRNA profile including up-regulation of p53 induced miR-195/215, let7C; potentially translating into a tumor suppressor function. It also led to down regulation of oncomiRNAs such as miR-135a, thereby reflecting global changes in the microRNA network. Furthermore, a direct correlation between the inhibition of histone acetylation and gene expression was established using chromatin immunoprecipitation on promoters of differentially expressed genes. A network of dysregulated genes and miRNAs was mapped along with the gene ontology categories, and the effects of luteolin were observed to be potentially at multiple levels: at the level of gene expression, miRNA expression and miRNA processing.

In vivo growth-inhibition of S 180 tumor by mixture of 5-Fu and low molecular lambda-carrageenan from Chondrus ocellatus

POLYSACCHARIDES; ANTICOAGULANT; SURVIVAL

Inhibition of tumor necrosis factor-alpha improves physiological angiogenesis and reduces pathological neovascularization in ischemic retinopathy

The present study was undertaken to test whether inhibition of the proangiogenic inflammatory cytokine tumor necrosis factor (TNF)-alpha can modulate retinal hypoxia and preretinal neovascularization in a murine model of oxygen-induced retinopathy (OIR). OIR was produced in TNF-alpha-/- and wild-type (WT) control C57B6 neonatal mice by exposure to 75% oxygen between postnatal days 7 and 12 (P7 to P12). Half of each WT litter was treated with the cytokine inhibitor semapimod (formerly known as CNI-1493) (5 mg/kg) by daily intraperitoneal injection from the time of reintroduction to room air at P12 until P17. The extent of preretinal neovascularization and intraretinal revascularization was quantified by image analysis of retinal flat-mounts and retinal hypoxia correlated with vascularization by immunofluorescent localization of the hypoxia-sensitive drug pimonidazole (hypoxyprobe, HP). HP adducts were also characterized by Western analysis and quantified by competitive enzyme-linked immunosorbent assay. TNF-alpha-/- and WT mice showed a similar sensitivity to hyperoxia-induced retinal ischemia at P12. At P13 some delay in early reperfusion was evident in TNFalpha-/- and WT mice treated with semapimod. However, at P17 both these groups had significantly better vascular recovery with less ischemic/hypoxic retina and preretinal neovascularization compared to untreated retinopathy in WT mice. Immunohistochemistry showed deposition of HP in the avascular inner retina but not in areas underlying preretinal neovascularization, indicating that such aberrant vasculature can reduce retinal hypoxia. Inhibition of TNF-alpha significantly, improves vascular recovery within ischemic tissue and reduces pathological neovascularization in OIR. HP provides a useful tool for mapping and quantifying tissue hypoxia in experimental ischemic retinopathy.

Recombinant cathepsin S propeptide attenuates cell invasion by inhibition of cathepsin L-like proteases in tumor microenvironment

Human cathepsin L along with cathepsin S, K, and V are collectively known as cathepsin L-like proteases due to their high homology. The overexpression and aberrant activity of each of these proteases has been implicated in tumorigenesis. These proteases contain propeptide domains that can potently inhibit both their cognate protease and other proteases within the cathepsin L-like subfamily. In this investigation, we have produced the cathepsin S propeptide recombinantly and have shown that it is a potent inhibitor of the peptidolytic, elastinolytic, and gelatinolytic activities of the cathepsin L-like proteases. In addition, we show that this peptide is capable of significantly attenuating tumor cell invasion in a panel of human cancer cell lines. Furthermore, fusion of an IgG Fc-domain to the COOH terminus of the propeptide resulted in a chimeric protein with significantly enhanced ability to block tumor cell invasion. This Fc fusion protein exhibited enhanced stability in cell-based assays in comparison with the unmodified propeptide species. This approach for the combined inhibition of the cathepsin L-like proteases may prove useful for the further study in cancer and other conditions where their aberrant activity has been implicated. Furthermore, this strategy for simultaneous inhibition of multiple cysteine cathepsins may represent the basis for novel therapeutics to attenuate tumorigenesis.