Russian Journal of BiotherapyRussian Journal of BiotherapyРоссийский биотерапевтический журнал1726-97841726-9792Publishing House ABV Press155110.17650/1726-9784-2025-24-2-41-47ORIGINAL REPORTSОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИPreclinical characteristics of siRNA duplexes as targeted adjuvants in malignant growthДоклинические характеристики дуплексов миРНК в качестве таргетных адъювантов при злокачественном ростеhttps://orcid.org/0000-0002-3878-3958TreshalinaH. N.ТрещалинаЕ. М.
Russian Federation

Helen M. Treshalina.

24, Kashirskoe Shosse, Moscow 115522

Трещалина Елена Михайловна.

115522 Москва, Каширское шоссе, 24

treshalina@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4599-7284SmirnovaG. B.СмирноваГ. Б.
Russian Federation

Galina B. Smirnova.

24, Kashirskoe Shosse, Moscow 115522

115522 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0001-6156-9725KuzevanovaA. Yu.КузевановаА. Ю.
Russian Federation

Anna Yu. Kuzevanova.

1 Moskvorechye St., Moscow 115522

115522 Москва, ул. Москворечье, 1

https://orcid.org/0000-0003-2469-2315KarshievaS. Sh.КаршиеваС. Ш.
Russian Federation

Saida Sh. Karshieva.

24, Kashirskoe Shosse, Moscow 115522

115522 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0002-0132-167XKiselevskiyM. V.КиселевскийМ. В.
Russian Federation

Mikhail V. Kiselevskiy.

24, Kashirskoe Shosse, Moscow 115522

115522 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0002-7001-9116KarpukhinA. V.КарпухинА. В.
Russian Federation

Alexander V. Karpukhin.

1 Moskvorechye St., Moscow 115522

115522 Москва, ул. Москворечье, 1

https://orcid.org/0000-0002-5372-1325MaslovM. A.МасловМ. А.
Russian Federation

Mikhail A. Maslov.

78 Vernadsky Prospekt, Moscow 119454

119454 Москва, пр-кт Вернадского, 78

https://orcid.org/0000-0002-8495-7728AlimovA. A.АлимовА. А.
Russian Federation

Andrei A. Alimov.

1 Moskvorechye St., Moscow 115522

115522 Москва, ул. Москворечье, 1

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, Ministry of Health of RussiaФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава РоссииResearch Centre for Medical GeneticsФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. акад. Н.П. Бочкова»MIREA-Russian Technological UniversityФГБОУ ВО «МИРЭА – Российский технологический университет»1507202524241471407202514072025https://bioterapevt.abvpress.ru/jour/article/view/1551

Background. Small or short double-stranded interfering RNAs (siRNAs, small interfering RNAs) 20–25 nucleotides long are known to be able to target block uncontrolled malignant proliferation. As target genes, apoptosis inhibitors are considered, including the cellular glycoprotein CD47 (cluster of differentiation 47), and genes of the replicative complex that regulate the cell cycle in the S phase. This determines the relevance of the study in tumor models of siRNAs aimed at these targets as adjuvants.

Aim. To evaluate the antiproliferative effects of novel siRNAs as adjuvants for immune-/chemotherapy in human colorectal and renal cancer models.

Materials and methods. SiRNA/antiCD47 and two-component siRNA antiMSM4/antiLIVIN were developed at the Research Centre for Medical Genetics and studied in lipid dispersion for intravenous (IV) administration. Preclinical models – subcutaneous xenographs of RTK-8 colon cancer and human kidney cancer Rpoch-1/CD47, Balb/c nude mice were obtained from the N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology. In the adjuvant mode, siRNA/antiCD47 was studied in combination with activated human macrophages (AM), siRNA antiMSM4/antiLIVIN (1:1) – with cyclic-dependent cytostatic oxaliplatin (OXP). Administration regimens are justified earlier. Efficacy parameters and criteria (treatment/control (T/C) ≤42 %), tolerability of effects and statistical analysis at p <0.05 are standard for experimental cancer therapy. Laboratory manipulations are regulated by the current recommendations of the Ministry of Health of the Russia.

Results. The siRNA/anti-CD47 + AM regimen was practically ineffective at Rpoch-1/CD47, T/C = 45 % (p >0.05). The antiMCM4/antiLIVIN + 24 h siRNA regimen on an OXP-insensitive RTK-8 showed a significant adjuvant effect against cytostatic, T/C = 33–21 % versus T/Cmin = 49 % (p ≤0.05). Both combinations were tolerable.

Conclusion. Preclinical study showed the controversy of the assumption about the possibility of adjuvant use of siRNA/antiCD47 with AM and the promise of antiMSM4/antiLIVIN siRNA on low-sensitivity to cycle-dependent OXR in human colon cancer with the possibility of cell cycle synchronization.

Введение. Известно, что малые, или короткие, двухцепочечные интерферирующие РНК – миРНК (small interfering RNA, siRNA) длиной 20–25 нуклеотидов – способны адресно блокировать неконтролируемую злокачественную пролиферацию клеток. В качестве генов-мишеней рассматриваются ингибиторы апоптоза, в том числе клеточный гликопротеин CD47 (cluster of differentiation 47), и гены репликативного комплекса, регулирующие клеточный цикл в S-фазе. Это обусловливает актуальность исследования на опухолевых моделях, направленных на эти мишени миРНК в качестве адъювантов.

Цель исследования – оценка антипролиферативного действия на моделях колоректального рака и рака почки человека новых миРНК как адъювантов для иммуно-/химиотерапии.

Материалы и методы. МиРНК/антиCD47 и двукомпонентная миРНК антиМСМ4/антиLIVIN разработаны в Медико-генетическом научном центре им. акад. Н.П. Бочкова и изучены в виде липидной дисперсии для внутривенного введения. Доклинические модели – подкожные ксенографты рака толстой кишки РТК-8 и рака почки человека Рпоч1/СD47, мыши Balb/c nude – получены из НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина. В адъювантном режиме миРНК/антиCD47 изучена в сочетании с активированными макрофагами человека (АМ), миРНК антиМСМ4/ антиLIVIN (1:1) – с циклозависимым цитостатиком оксалиплатином (ОXР). Режимы введения обоснованы ранее. Показатели и критерии эффективности (treatment/control (Т/С) ≤42 %,), переносимость воздействий и статистический анализ при p <0,05 – стандартные для экспериментальной терапии рака. Лабораторные манипуляции регламентированы действующими рекомендациями Минздрава России.

Результаты. Схема миРНК/антиCD47 + АМ практически неэффективна на Рпоч-1/CD47, Т/С = 45 % (p >0,05). Схема с миРНК антиМСМ4/антиLIVIN + 24 ч на РТК-8, малочувствительном к OXP, показала значимый адъювантный эффект в сравнении с монохимиотерапией, T/C = 33–21 % против Т/Сmin = 49 % (p ≤0,05). Обе схемы хорошо переносимы.

Заключение. Доклиническое изучение показало спорность предположения о возможности адъювантного применения миРНК/антиCD47 с АМ и перспективность миРНК антиМСМ4/антиLIVIN на малочувствительной к циклозависимому ОXР модели рака толстой кишки человека с возможностью синхронизации клеточного цикла.

siRNAscancer markertumor modelantiproliferative actionadjuvant schemeмиРНКонкомишеньопухолевая модельантипролиферативное действиеадъювантный режимThe work was carried out within the framework of the state assignment of the Ministry of Education and Science of Russia for the Research Centre for Medical Genetics. The authors express their gratitude to M.A. Maslov, a member of the Laboratory of Molecular Genetics of Complexly Inherited Diseases, Research Centre for Medical Genetics for kindly providing the substance for research.Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки России для ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. акад. Н.П. Бочкова». Авторы выражают благодарность сотруднику лаборатории молекулярной генетики сложно наследуемых заболеваний ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. акад. Н.П. Бочкова» М.А. Маслову за любезно предоставленную для исследований субстанцию.Setten R.L., Rossi J.J., Han S.P. The current state and future directions of RNAi-based therapeutics. Nature reviews. Drug Discovery 2019;18(6):421–46. DOI: 10.1038/s41573-019-0017-4Hu B., Zhong L., Weng Y. et al. Therapeutic siRNA: state of the art. Sig Transduct Target Ther 2020;5(1):101. DOI: 10.1038/s41392-020-0207-xOh B.Y., Kim K.H., Chung S.S., Lee R.A. Silencing the livin gene enhances the cytotoxic effects of anticancer drugs on colon cancer cells. Ann Surg Treat Res 2016;91(6):273–7. DOI: 10.4174/astr.2016.91.6.273Choi M.J., Kang S.J., Lee Y.K. et al. Novel lipid nanocomplex co-carrying Bcl2 siRNA and quantum dots for EGF receptor-targeted anti-cancer theranosis. Int J Mol Sci 2024;25(11):6246. DOI: 10.3390/ijms25116246Li Y., Zou J., Zhang Q. et al. Systemic analysis of the DNA replication regulator MCM complex in ovarian cancer and its prognostic value. Front Oncol 2021;11(68):1261–8. DOI: 10.3389/fonc.2021.681261Kim W., Ye Z., Simonenko V. et al. Codelivery of TGFβ and Cox2 siRNA inhibits HCC by promoting T-cell penetration into the tumor and improves response to Immune Checkpoint Inhibitors. NAR Cancer 2024;6(1):zcad059. DOI: 10.1093/narcan/zcad059Lee J.W., Yoon H.Y., Ko Y.J. et al. Dual-action protein-siRNA conjugates for targeted disruption of CD47-signal regulatory protein α axis in cancer therapy. ACS nano 2024;18(33): 22298–315. DOI: 10.1021/acsnano.4c06471Bartlett D.W., Davis M.E. Insights into the kinetics of siRNA-mediated gene silencing from live-cell and live-animal bioluminescent imaging. Nucleic Acids Res 2006;34(1):322–33. DOI: 10.1093/nar/gkj439Luneva A.S., Puchkov P.A., Shmendel E.V. et al. Optimization of the technology for the preparation of cationic liposomes for the delivery of nucleic acids. Russ J Bioorg Chem 2018;44(6):724–31. DOI: 10.1134/S1068162019010084Soriano P.A., Liu N., Castillo E. et al. Oxaliplatin but not irinotecan impairs posthepatectomy liver regeneration in a murine model. Int J Hepatol 2011;2011:490463. DOI: 10.4061/2011/490463Treshalina H.M. Immunodeficient Balb/c nude mice and modeling of different tumor growth variants for preclinical studies. Rossijskij bioterapevticeskij zurnal = Russian Journal of Biotherapy 2017;16(3):6–12. (In Russ.). DOI: 10.17650/1726-9784-2017-16-3-6-13Трещалина Е.М. Иммунодефицитные мыши Balb/c nude и моделирование различных вариантов опухолевого роста для доклинических исследований. Российский биотерапевтический журнал 2017;16(3):6–12. DOI: 10.17650/1726-9784-2017-16-3-6-13Treshalina H.M. Collection of human tumor strains. Moscow: Practical Medicine, 2009. 171 p. (In Russ.).Трещалина Е.М. Коллекция опухолевых штаммов человека. М.: Практическая медицина, 2009. 171 с.Treshalina H.M., Zhukova O.S., Gerasimova G.K. et al. Guidelines for preclinical study of antitumor activity of drugs. In: Guidelines for preclinical studies of drugs. Moscow: Grif i K, 2012. Part 1. P. 642–657. (In Russ.).Трещалина Е.М., Жукова О.С., Герасимова Г.К. и др. Методические рекомендации по доклиническому изучению противоопухолевой активности лекарственных средств. В кн.: Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. М.: Гриф и К, 2012. Ч. 1. С. 642–657.Lewis B.M., Patial S., Saini Y. In vitro screening method for characterization of macrophage activation responses. Methods Protoc 2022;5(5):68. DOI: 10.3390/mps5050068Karpukhin A.V., Alimov A.A., Maslov M.A., Kuzevanova A.Yu. Composition for inhibition of growth and stimulation of apoptosis of colorectal cancer cells. Patent RU 2 644 675 (13) C1. 2018. (In Russ.).Карпухин А.В., Алимов А.А., Маслов М.А., Кузеванова А.Ю. Композиция для ингибирования роста и стимуляции апоптоза клеток колоректального рака. Патент RU 2 644 675(13) C1. 2018.