Russian Journal of ImmunologyRussian Journal of ImmunologyРоссийский иммунологический журнал1028-72212782-7291Russian Society of Immunology1696210.46235/1028-7221-16962-PSOSHORT COMMUNICATIONSКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯShort CommunicationPrimary screening of chemically modified immunosuppressive oligonucleotides using in vitro model with spleen lymphocytesПервичный скрининг химически модифицированных иммуносупрессорных олигонуклеотидов на лимфоцитах селезенки в модели in vitroGavrilovaE. D.ГавриловаЕлена Давидовна
Russian Federation

PhD (Biology), Head оf Laboratory of Experimental Immunotherapy; Senior Researcher of the Laboratory of Immunology of nucleic acids.

к.б.н., заведующий лабораторией экспериментальной иммунотерапии; старший научный сотрудник лаборатории иммунологии нуклеиновых кислот.

edav.gavr@mail.ruGoimanE. V.ГойманЕлена Владимировна
Russian Federation

PhD (Medicine), Research Associate, Laboratory of Experimental Immunotherapy, Engineer, Laboratory of Immunology of Nucleic Acids

к.м.н., научный сотрудник лаборатории экспериментальной иммунотерапии, инженер лаборатории иммунологии нуклеиновых кислот

edav.gavr@mail.ruDerzalovaA. S.ДержаловаАлина Шарафидиновна
Russian Federation

Junior Research Associate, Laboratory of Immunology of Nucleic Acids

младший научный сотрудник лаборатории иммунологии нуклеиновых кислот

edav.gavr@mail.ruStetsenkoD. A.СтеценкоДмитрий Александрович
Russian Federation

PhD (Chemistry), Head, Laboratory of Chemistry of Nucleic Acids, Head, Russo-Franco-Japanese Laboratory of Bionanotechnology, Faculty of Physics

к.х.н., заведующий лабораторией химии нуклеиновых кислот, заведующий Российско-франко-японской лабораторией бионанотехнологии

edav.gavr@mail.ruBurakovaE. A.БураковаЕкатерина Анатольевна
Russian Federation

PhD (Chemistry), Head, Laboratory of Immunology of Nucleic Acids, Research Associate, Russo-Franco-Japanese Laboratory of Bionanotechnology, Faculty of Physics

к.х.н., заведующая лабораторией иммунологии нуклеиновых кислот, научный сотрудник Российско-франко-японской лаборатории бионанотехнологии

edav.gavr@mail.ruInstitute of Cytology and Genetics, Siberian Branch, Russian Academy of SciencesФГБНУ «Федеральный исследовательский центр “Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук”»Research Institute of Fundamental and Clinical ImmunologyФГБНУ «Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии»Novosibirsk State UniversityФГАОУ ВО «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет»2212202428125321605202431072024Copyright ©; 2024, Gavrilova E.D., Goiman E.V., Derzalova A.S., Stetsenko D.A., Burakova E.A.Copyright ©; 2024, Гаврилова Е.Д., Гойман Е.В., Держалова А.Ш., Стеценко Д.А., Буракова Е.А.2024Gavrilova E.D., Goiman E.V., Derzalova A.S., Stetsenko D.A., Burakova E.A.Гаврилова Е.Д., Гойман Е.В., Держалова А.Ш., Стеценко Д.А., Буракова Е.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://rusimmun.ru/jour/article/view/16962

Control of immune response following transplantation of cells, tissues, or organs includes reduction negative effects caused by acute graft-versus-host disease (GVHD) developing during bone marrow transplantation, thus being an urgent task of modern clinical practice. In this view, the management of immunological tolerance is a promising approach, in particular, the ability of immune cells (especially, dendritic cells) to induce this response using experimental models of allogeneic transplant rejection, GVHD and autoimmune disorders. Therefore, the search for compounds that can effectively activate or suppress immune cells and regulate immunological tolerance is of importance. The purpose of this work was to study the effects of synthetic immunosuppressive oligodeoxynucleotides (INH-ODN) on in vitro splenocyte proliferation and IL-12 production, in order to select the most promising compounds for subsequent in vivo experiments. We have tested several immunosuppressive agents: thiophosphate oligodeoxynucleotides (A151, ODN2088 and ODN4084-F), which include G-rich regions, as well as their analogues, i.e., thiophosphate oligodeoxynucleotides with mesylphosphoramide (ì) modifications at GpG bonds (ì-A151, ì-ODN2088 and ì-ODN4084-F). The effects of chemically modified oligonucleotides were assessed in the in vitro model of CpG-stimulated splenocytes, using CpG-ODN SD-101 in its complete thiophosphate (PS) version. Primary in vitro screening of immunosuppressive oligonucleotides by their effect on splenocyte proliferation and IL-12 production enabled us to identify the most active compounds and determine the features of sequences with the most pronounced immunosuppressive properties, as well as establish optimal concentrations of the studied oligodeoxynucleotides selected for subsequent in vivo studies.

Контроль за иммунными реакциями, протекающими в организме при трансплантации клеток, тканей или органов, в том числе для снижения негативных последствий при острой форме болезни «трансплантат против хозяина» (РТПХ), развивающейся при пересадке костного мозга, является актуальной задачей на сегодняшний день в клинической практике. В этой связи перспективным направлением является управление иммунологической толерантностью и способность иммунных клеток, в частности дендритных, индуцировать ее в моделях отторжения аллогенного трансплантата, РТПХ и аутоиммунных расстройств. Вот почему важен поиск соединений, способных эффективно активировать или подавлять иммунные клетки и регулировать иммунологическую толерантность. Целью настоящей работы было изучение влияния синтетических иммуносупресорных олигодезоксинуклеотидов (INH-ODN) на пролиферацию спленоцитов и продукцию IL-12 in vitro для отбора наиболее перспективных для дальнейших экспериментов in vivo. Для исследования были синтезированы иммуносупрессорные тиофосфатные олигодезоксинуклеотиды (А151, ODN2088 и ODN4084-F), которые включают G-богатые участки, а также их аналоги – тиофосфатные олигодезоксинуклеотиды с мезилфосфорамидными (ì) модификациями по GpG связям (ì-А151, ì-ODN2088 и ì-ODN4084-F). Эффекты химически модифицированных олигонуклеотидов оценивали на модели СpG-стимулированных спленоцитов in vitro. Первичный скрининг иммуносупрессорных олигонуклеотидов в культуре in vitro по их влиянию на пролиферацию спленоцитов и продукцию IL-12 позволил выделить несколько наиболее активных соединений и определить характер последовательности с наиболее выраженными иммунодепрессивными свойствами.

immune tolerancegraft-versus-host diseaseautoimmune disordersTLR9 antagonistsimmunosuppressive oligonucleotidesregulatory T cellsDNA analoguesиммунологическая толерантностьреакция «трансплантат против хозяина»аутоиммунные заболеванияантагонисты TLR9иммуносупрессорные олигонуклеотидырегуляторные Т-клеткианалоги ДНКРоссийский Научный ФондRussian Science Foundation23-23-00487Головинская О.В., Байкова М.Л., Алпатова Н.А., Зубков Д.А., Фоменко В.В., Гайдерова Л.А. Сравнительный анализ красителей, используемых при оценке специфической активности лекарственных средств на основе филграстима биологическим методом in vitro // БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение, 2020. Т. 20, № 3. С. 193-201. [Golovinskaya O.V., Baykova M.L., Alpatova N.A., Zubkov D.A., Fomenko V.V., Gaiderova L.A. Comparative analysis of dyes used in assessing the specific activity of filgrastim-based drugs using a biological method in vitro. BIOpreparaty. Profilaktika, diagnostika, lechenie = Biopreparations. Prevention, Diagnosis, Treatment, 2020, Vol. 20, no. 3, pp. 193-201. (In Russ.)]Останин А.А., Леплина О.Ю., Буракова Е.А., Тыринова Т.В., Фокина А.А., Проскурина А.С., Богачев С.С., Стеценко Д.А., Черных Е.Р. CpG олигонуклеотиды с модифицированными фосфатными группами индуцируют созревание миелоидных дендритных клеток человека in vitro // Вавиловский журнал генетики и селекции, 2020. Т.24, № 6. С. 653-660. [Ostanin A.A., Leplina O.Y., Burakova E.A., Tyrinova T.V., Fokina A.A., Proskurina A.S., Bogachev S.S., Stetsenko D.A., Chernykh E.R. Phosphate-modified CpG oligonucleotides induce in vitro maturation of human myeloid dendritic cells. Vavilovskiy zhurnal genetiki i selektsii = Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2020, Vol. 24, no 6, pp. 653-660. (In Russ.)]Anderson B.A., Freestone G.C., Low A., De-Hoyos C.L., III W.J.D., Østergaard M.E., Migawa M.T., Fazio, M., Wan, W.B., Berdeja, A., Scandalis E., Burel S.A., Vickers T.A., Crooke S.T., Swayze E.E., Liang X., Seth P.P. Towards next generation antisense oligonucleotides: mesylphosphoramidate modification improves therapeutic index and duration of effect of gapmer antisense oligonucleotides. Nucleic Acids Res., 2021, Vol. 49, no. 16, pp. 9026–9041.Audiger C., Rahman M.J., Yun T.J., Tarbell K.V., Lesage S. The importance of dendritic cells in maintaining immune tolerance. J. Immunol., 2017, Vol. 198, pp. 2223-2231.Bayik D., Gursel I., Klinman D.M. Structure, mechanism and therapeutic utility of immunosuppressive oligonucleotides. Pharmacol. Res., 2016, Vol. 105, pp. 216-225.Gratwohl A., Baldomero H. Trends of hematopoietic stem cell transplantation in the third millennium. Curr. Opin. Hematol., 2009, Vol. 16, no. 6, pp. 420-426.Haniffa M., Collin M., Ginhoux F. Ontogeny and functional specialization of dendritic cells in human and mouse. Adv. Immunol., 2013, Vol. 120, pp. 1-49.Lutz M.B. Induction of CD4(+) regulatory and polarized effector/helper T cells by dendritic cells. Immune Netw., 2016, no. 16, pp. 13-25.Maldonado R.A., von Andrian U.H. How tolerogenic dendritic cells induce regulatory T cells. Adv. Immunol., 2010, Vol. 108, pp. 111-165.Miroshnichenko S.K., Patutina O.A., Burakova E.A., Chelobanov B.P., Fokina A.A., Vlassov V.V., Altman S., Zenkova M.A., Stetsenko D.A. Mesyl phosphoramidate antisense oligonucleotides as an alternative to phosphorothioates with improved biochemical and biological properties. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2019, Vol. 116, no. 4, рр. 1229-1234.Patutina O.A., Gaponova (Miroshnichenko) S.K., Senkova A.V., Savin I.A., Gladkikh D.V., Burakova E.A., Fokina A.A., Maslov M.A., Shmendel E.V., Wood M.J.A., Vlassov V.V., Altman S., Stetsenko D.A., Zenkova M.A. Mesyl phosphoramidate backbone modified antisense oligonucleotides targeting miR-21 with enhanced in vivo therapeutic potency. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2020, Vol. 117, no. 51, рр. 32370-32379.Qian C., Cao X. Dendritic cells in the regulation of immunity and inflammation. Semin. Immunol., 2018, Vol. 35, no. 2, pp. 3-11.Raker V.K., Domogalla M.P., Steinbrink K. Tolerogenic dendritic cells for regulatory T cell induction in man. Front. Immunol., 2015, Vol. 6, 569. doi: 10.3389/fimmu.2015.00569.Socié G., Blazar B.R. Acute graft-versus-host disease: from the bench to the bedside. Blood, 2009, Vol. 114, no. 20, pp. 4327-4336.Su Y., Fujii H., Burakova E.A., Chelobanov B.P., Fujii M., Stetsenko D.A., Filichev V.V. Neutral and negatively charged phosphate modifications altering thermal stability, kinetics of formation and monovalent ion dependence of DNA G-Quadruplexes. Chem. Asian J., 2019, Vol. 14, no. 8, pp. 1212-1220.