Saponin Temelli Terapötik Ajanların Geliştırilmesi

Abstract

İmmünojenik hücre ölümü (ICD) indükleyicileri, adaptif bağışıklık tepkilerini tetiklemek için tümörlerin kendisini antijen kaynağı olarak kullanan yerinde aşılama (ISV) uygulamasında potansiyel bir kullanım alanına sahiptir. Daha önce bazı özel sapogeninlerin, özellikle AG-08 ve türevlerinin, ICD olarak bilinen düzenlenmiş nekrozu indükleyen nanoyapılar oluşturduğunu rapor etmiştik. Bu tez, sapogenin bazlı nanoskaladaki yapılarının (S-NA'lar), ICD'yi indükleyerek ISV için etkili adaylar olup olmadığını araştırmayı amaçlamaktadır. AG-08 ve iki biyoaktif türevi olan AG-05 ve CG-05 ile yapılan in vitro çalışmalar, hasar ile ilişkili moleküler modellerin (DAMP) salınımı ve hücre yüzeyinde sergilenmesi ile dendritik hücrelerin (DC) aktivasyonunu göstererek ICD'nin başarılı bir şekilde indüklendiğini göstermiştir. Ancak, protein içermeyen tuzlu çözeltilerde S-NA'ların aglomere olarak sitotoksik aktivitelerini kaybettikleri gözlemlenmiştir. Bu sorunu gidermek ve kararlı S-NA'lar hazırlamak amacıyla %1 HSA (insan serum albümini) kullanılmıştır. AG-08 ve CG-05 NA'larının intratümoral enjeksiyonu, sinjenik melanoma modelinde antitümör etkinlik göstermiştir. AG-08 NA'larının lokal uygulaması, DC'ler, doğal öldürücü hücreler (NK) ve CD8+ T hücrelerinin aktivasyonunda artışla sonuçlanan sistemik bir bağışıklık tepkisini tetiklemiştir. Ayrıca AG-08 NA'ları, tümör mikroçevresindeki (TME) bağışıklık hücresi kompozisyonunu önemli ölçüde değiştirmiş; makrofajların, miyeloid kaynaklı baskılayıcı hücrelerin ve düzenleyici T hücrelerinin yüzdesini azaltırken CD4+ T hücrelerinin infiltrasyonunu ve DC aktivasyonunu artırmıştır. Önemli olarak, AG-08 NA'larının lokal enjeksiyonu, akciğer metastazına karşı terapötik etkinlik göstermiş ve akciğere infiltrasyon gösteren bağışıklık hücreleri üzerinde olumlu etkiler sağlamıştır. Son olarak, AG-08 NA'ları, biyokimyasal ve histolojik analizlerle doğrulandığı üzere olumlu bir güvenlik profili sergilemiştir. Genel olarak, bulgularımız, S-NA'ların metastatik kanserlerin tedavisinde ISV umut verici adaylar olduğunu göstermektedir.

Immunogenic cell death (ICD) inducers have the potential for in situ vaccination (ISV), using tumors as antigen sources to induce adaptive immune responses. We previously reported that unique sapogenins, specifically AG-08 and its derivatives, self-assemble to form nanostructures that induce regulated necrosis, recognized as ICD. This thesis aims to explore whether these sapogenin-based nanoscale assemblies (S-NAs) are effective candidates for ISV through the induction of ICD. In vitro studies with AG-08 and two bioactive derivatives, AG-05 and CG-05, demonstrated the induction of ICD as evidenced by the release and exposure of damage-associated molecular patterns and the activation of dendritic cells (DCs). Meanwhile, we observed that the cytotoxicity of S-NAs was lost due to agglomeration in a protein-free salted solution, and 1% HSA was used to prepare stable S-NAs. Intratumoral injections of AG-08 and CG-05 NAs exhibited antitumor activity in the syngeneic melanoma model. Localized administration of AG-08 NAs triggered a systemic immune response, resulting in increased activation of DCs, natural killer (NK) cells, and CD8+ T cells. AG-08 NAs significantly altered the immune cell composition in the tumor microenvironment (TME), reducing macrophages, myeloid-derived suppressor cell, and regulatory T cell percentages while increasing CD4+ T cell infiltration and DCs activation. Importantly, local treatment with AG-08 NAs had therapeutic activity against severe lung metastasis and positively influenced immune cells infiltrating the lungs. Finally, AG-08 NAs demonstrated a favorable safety profile, as confirmed by biochemical and histological analyses. Overall, our findings suggest that S-NAs are promising candidates for in situ vaccination to treat metastatic cancers.