Antineoplastic drug NSC631570 modulates functions of hypoxic macrophages

Abstract

Hypoxia is an important factor in the macrophages microenvironment. Many physiological and pathological processes including solid tumor development are characterized by both low oxygen content and presence of macrophages. Tumor-associated hypoxia causes alternative polarization of macrophages in tumor tissue and transformation of these cells into the allies of a malignant neoplasm. The aim of the work was to investigate the effect of NSC631570, a cancerselective drug that is known to selectively accumulate in the tumor tissue, on hypoxic macrophage function. Murine peritoneal macrophages (PMs) were subjected to hypoxia (3% O₂). Nitrite level was assayed by the Griess reaction. Arginase activity was measured by colorimetric method. ROS generation and phagocytosis was estimated by flow cytometry. O₂⁻ generation was assayed by the NBT reduction method. HMGB1 expression was determined by ELISA. 42 h hypoxia caused alternative polarization of murine PMs with significant arginase prevalence. NSC631570 repolarized arginine metabolism of hypoxic macrophages to NOS dominant and activated their pro-inflammatory functions: recovered ROS production and increased alarmin releaseNSC631570 can restore pro-inflammatory functions of macrophages, alternatively polarized by hypoxia.

Гипоксия является важным фактором микроокружения макрофагов. Многие физиологические и патологические процессы, в том числе рост солидных опухолей, характеризуются низким давлением кислорода и присутствием макрофагов. Опухолеассоциированная гипоксия является одной из причин альтернативной поляризации макрофагов в опухолевой ткани, превращая их в клетки-союзники опухолевого процесса. Целью работы было исследование влияния NSC631570 – опухоле-селективного препарата со способностью избирательно накапливаться в опухолевой ткани – на функции гипоксических макрофагов. Мышиные перитонеальные макрофаги (ПМ) подвергались гипоксической обработке (3 % O₂). Уровень нитритов исследовали в реакции Грисса. Аргиназную актив-ность определяли колориметрическим методом. Образование внутриклеточных реактивных форм кислорода (РФК) и фагоцитоз анализировали c помощью проточной цитофлюориметрии. Внеклеточную продукцию РФК определяли в НСТ-тесте, экспрессию HMGB1 – методом ELISA. 42-часовая гипоксия обусловливала альтернативную поляризацию ПМ с преобладанием аргиназной активности. NSC631570 вызывал реполяризацию метаболизма аргинина в гипоксических ПМ и активировал их провоспалительные функции: усиливал кислород-зависимый метаболизм и выделение аларминов. NSC631570 способен восстанавливать провоспалительные функции макрофагов, альтернативно поляризованных гипоксией.

Гіпоксія є важливим фактором мікрооточення макрофагів. Багато важливих фізіологічних і пато-логічних процесів, у тому числі ріст солідних пухлин, характеризуються низьким тиском кисню і присутністю макрофагів. Пухлино-асоційована гіпоксія є однією з причин альтернативної поляризації макрофагів у пухлинній тканині, перетворю-ючи їх на клітини-союзники пухлинного процесу. Метою роботи було дослідження впливу NSC631570 – пухлино-селективного препарату зі здатністю вибірково накопичуватись у пухлинній тканині – на функції гіпоксичних макрофагів. Мишачі перитонеальні макрофаги (ПМ) піддавались гіпоксичній обробці (3 % O₂). Рівень нітритів вивчали в реакції Гріса. Аргіназну активність визначали колориметричним методом. Утворення внутрішньоклітинних реактивних форм кисню (РФК) і фагоцитоз аналізували за допомогою проточної цитофлюориметрії. Позаклітинну продукцію РФК визначали в НСТ-тесті, експресію HMGB1 – методом ELISA. 42-годинна гіпоксія спричиняла альтернативну поляри-зацію ПМ з переважанням аргіназної активності. NSC631570 викликав реполяризацію метаболізму аргініну у гіпоксичних ПМ і активував їх прозапальні функції: посилював киснезалежний метаболізм і виділення алармінів. NSC631570 здатний відновлювати прозапальні функції макрофагів, альтернативно поляризованих гіпоксією.