Preparation of a novel EGFR specific immunotoxin and its efficacy of anti-colorectal cancer in vitro and in vivo

Objectives Epithelial growth factor receptor (EGFR), as a malignancy marker, is overly expressed in multiple solid tumors including colorectal neoplasms, one of the most prevalent malignancies worldwide. The main objective of this study is to enhance the efficacy of anti-tumor therapy targeting EGFR by constructing a novel EGFR-specific immunotoxin (C-CUS245C) based on Cetuximab and recombinant Cucurmosin (CUS245C). Methods E. coli BL21 (DE3) PlysS (E. coli) was used to express CUS245C with a cysteine residue inserting to the C-terminus of Cucurmosin. Then immobilized metal ion affinity chromatography (IMAC) was used to purify CUS245C. The chemical conjugation method was used for the preparation of C-CUS245C. Then dialysis and IMAC were used to purify C-CUS245C. Western blot as well as SDS-PAGE was carried out to characterize the formation of C-CUS245C. At last the anti-colorectal cancer activity of C-CUS245C was investigated in vitro and in vivo. Results CUS245C with high purity could be obtained from the prokaryotic system. C-CUS245C was successfully constructed and highly purified. The cytotoxicity assays in vitro showed a significant proliferation inhibition of C-CUS245C on EGFR-positive cells for 120 h with IC50 values less than 0.1 pM. Besides, the anti-tumor efficacy of C-CUS245C was remarkably more potent than that of Cetuximab, CUS245C, and C + CUS245C (P < 0.001). Whereas the cytotoxicity of C-CUS245C could hardly be detected on EGFR-null cell line. Our results also showed that C-CUS245C had efficacy of anti-colorectal cancer in mouse xenograft model, indicating the therapeutic potential of C-CUS245C for the targeted therapy of colorectal neoplasms. Conclusions C-CUS245C exhibits potent and EGFR-specific cytotoxicity. Insertional mutagenesis technique is worthy to be adopted in the preparation of immunotoxin. Immunotoxin can be highly purified through dialysis followed by IMAC (AU)

The 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme-A reductases from fungi: a proposal as a therapeutic target and as a study model / La enzima 3-hidroxi-3-metilglutaril coenzima A reductasa de hongos: propuesta como diana terapéutica y como modelo de estudio

The enzyme 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme-A reductase (HMGR) catalyzes the conversion of HMG-Co-A into mevalonate. This step is the limiting point for the synthesis of cholesterol in mammals and ergosterol in fungi. We describe in this article the genome organization of HMGR coding genes and those deduced from different fungi, recount the evidence showing statins as HMGR inhibitors for ergosterol synthesis and its effect in yeast viability, and propose fungal HMGR (HMGRf) as a model to study the use of pharmaceutical compounds to inhibit cholesterol and ergosterol synthesis. Bibliographical search and bioinformatic analyses were performed and discussed. HMGRfs belong to the class I with a high homology in the catalytic region. The sterol biosynthetic pathway in humans and fungi share many enzymes in the initial steps (such as the HMGR enzyme), but in the last steps enzymes are different rendering the two final products: cholesterol in mammals and ergosterol in fungi. With regards to inhibitors such as statins and other compounds, these affect also fungal viability. Since HMGR from Schizosaccharomyces pombe and Ustilago maydis are very similar to the human HMGR in the catalytic regions, we propose that fungal enzymes can be used to test inhibitors for a potential use in humans. We consider that HMGRf is a good therapeutic target to design and test new antifungal compounds. This manuscript is part of the series of works presented at the "V International Workshop: Molecular genetic approaches to the study of human pathogenic fungi" (Oaxaca, Mexico, 2012) (AU)

La enzima 3-hidroxi-3-metilglutaril coenzima A reductasa (HMGR) cataliza la conversión de HMG-Co-A a mevalonato, paso limitante en la síntesis de colesterol en mamíferos y de ergosterol en hongos. El presente artículo describe la organización de genes codificantes y proteínas de las diferentes HMGR de hongos (HMGRf), expone las evidencias disponibles en la inhibición de HMGR en la síntesis de ergosterol y su efecto en la viabilidad de los hongos, y propone las HMGRf como modelo de estudio para la aplicación de fármacos inhibidores de las síntesis de colesterol y ergosterol. Para ello se realizó una búsqueda bibliográfica y análisis bioinformáticos, con descripción de los datos. Las HMGRf son de clase i y presentan una alta homología en la región catalítica. La vía biosintética de esteroles en el ser humano y en los hongos comparte algunas enzimas iniciales (como la HMGR) pero, en los últimos pasos, las enzimas son diferentes, lo que genera productos finales distintos: colesterol y ergosterol, respectivamente. La inhibición de HMGRf por estatinas afecta a la síntesis de ergosterol y la viabilidad. Dado que el sitio catalítico de las HMGR de Schizosaccharomyces pombe y Ustilago maydis es muy similar al de la enzima humana, podrían servir como modelos para el estudio de fármacos inhibidores de la síntesis de colesterol. La HMGRf es una diana terapéutica adecuada para el diseño de nuevos antimicóticos.Este artículo forma parte de una serie de estudios presentados en el «V International Workshop: Molecular genetic approaches to the study of human pathogenic fungi» (Oaxaca, México, 2012)(AU)

Nuevas estrategias en terapia antitumoral basadas en la inducción de la apoptosis / New strategies in antitumor therapies based on apoptosis induction

Según la OMS para el año 2030 se producirán un total de 11,5 millones de defunciones por cáncer. Una alta proporción de estos tumores serán resistentes a los agentes antineoplásicos actuales, por ello, en los últimos años se ha realizado una intensa labor investigadora en la búsqueda de nuevas dianas para el tratamiento de tumores. Una de las dianas que está ofreciendo más posibilidades es el mecanismo de la apoptosis. La apoptosis se produce en condiciones fisiológicas como un mecanismo regulador del crecimiento de tejidos, en equilibrio con la proliferación celular. Su desregulación podría ayudar a explicar la patogénesis de algunos tumores malignos (AU)

According to OMS, in 2030 will be a total of 11.5 million deaths by cancer. A high proportion of these tumors will be resistant to current anticancer agents, and therefore, in the last years an intense investigation has been done to search new targets for antitumor treatment. One of the most interesting targets is the apoptosis mechanism. Apoptosis is produced in physiological conditions as a growth tissue regulator mechanism, in equilibrium with cellular proliferation. Its deregulation could explain the pathogenesis of some malignant tumors (AU)

Papel de las terapias diana en el tratamiento de las masas renales pequeñas / The role of target therapies in the treatment of small renal masses

OBJETIVO: Analizar el papel actual de las terapias diana en el tratamiento de las masas renales pequeñas. MÉTODOS: Realizamos una revisión bibliográfica del efecto de las terapias diana sobre el tumor renal primario, aportando nuestra experiencia inicial de dos casos de pacientes monorrenos con tumor renal pequeño tratados con sunitinib. RESULTADO: Existe muy poca experiencia con terapias diana, pudiendo utilizarse, según la literatura revisada, para aumentar la seguridad de una cirugía conservadora de nefronas o la de una técnica ablativa, o como tratamiento de tumores renales en pacientes monorrenos en los que no se pueda realizar una cirugía conservadora de nefronas. De nuestros dos casos aportados con tumor renal pequeño en pacientes monorrenos, en el primer caso se ha producido una respuesta completa con sunitinib tras 21 meses de seguimiento, y en el segundo se ha producido una estabilización tumoral tras 33 meses de seguimiento, cambiando sunitinib por pazopanib por intolerancia. CONCLUSIONES: La indicación de las terapias diana en el tratamiento del cáncer renal metastásico podría ampliarse, pudiendo ser útiles estas terapias en el cáncer renal pequeño localizado, y aunque la experiencia con esta indicación es limitada, los resultados son prometedores(AU)

OBJECTIVES: To analize the current role of target therapies in the treatment of small renal masses. METHODS: We performed a bibliographic review on the effect of target therapies on primary renal tumor, including our initial experience with two cases of small renal tumor in single kidneys treated with sunitinib. RESULTS: There is very limited experience with target therapies, being possible to use them, as the reviewed literature shows, to increase safety in nephron sparing surgery or tissue ablation technique, or as the treatment for small renal tumors in patients with single kidney in whom nephron sparing surgery is not feasible. Of our two cases with small renal tumors in patients with single kidney, the first case has had complete response to sunitinib after 21 months of follow up, and the second has had tumor stabilization after 33 months of follow up, shifting from sunitinib to pazopanib due to intolerance. CONCLUSIONS: The indication of target therapies in the treatment of metastatic renal cancer could be expanded. These therapies could be useful in localized small renal cancer and, although experience with this indication is limited, results are promising(AU)

New target-based agents involve new clinical trial designs

No disponible

Clinical cancer investigation is performed throughclinical trials. Development and measurement ofclinical efficacy of new target-based agents differsfrom classic cytotoxic drugs. Whereas the aim ofchemotherapy drugs is to destroy tumoral cells,new agents try to inhibit cell profileration without aclear tumor shrinkage. The main endpoint forphase I trials is to determine the optimal biologicalresponse with the least toxicity; oncopharmacogenomicstudies must be performed in tumoral biopsiesto assess the target inhibition. Time to progressionand biological activity are the endpoints forphase II studies. Finally, phase III trials will determineoverall survival

Nigrina b: una proteína inactivadora de ribosomas no tóxica del saúco. Utilidad farmacéutica en la construcción de inmunotoxinas y conjugados para la terapia del cáncer* / Nigrin b: a ribosome-inactivating protein from elder. Pharmaceutical utility in the construction of inmmunotoxins and conjugates for cancer therapy

El saúco posee una colección de proteínas inactivadoras de ribosomas, en particular las nigrinas, que parecen ser responsables de su toxicidad. La nigrina b (corteza) posee isoformas en frutos (nigrina f) y hojas (nigrina l) que se encuentran a mayor concentración en las fases iniciales del desarrollo. Nigrina b es 103-104 veces menos tóxica que la ricina, una proteína inactivadora de ribosomas relacionada estructuralmente con la nigrina b y extremadamente tóxica presente en Ricinus communis L., que se utiliza para la construcción de inmunotoxinas para la terapia del cáncer. Nigrina b se internaliza en las células superiores por una vía intracelular distinta a la de la ricina independiente de temperatura y de brefeldina A. La administración de dosis letales de nigrina b produce lesiones intestinales irreversibles específicas por destrucción de las criptas y desaparición del epitelio intestinal lo que ocasiona hemorragias intestinales letales. Los datos sobre estructura primaria de las nigrinas indican que la diferencia de toxicidad con la ricina se basa en cambios de aminoácidos clave en los dominios de fijación de galactosa en las cadenas B de ambas proteínas. Esta característica de la nigrina b es de enorme utilidad en la construcción de los denominados "proyectiles mágicos" o fármacos inteligentes capaces de interaccionar y destruir blancos específicos. Como ejemplos de dichos proyectiles mágicos se han construido conjugados transferrina- nigrina b/ebulina l que han mostrado ser efectivos contra células cancerosas que sobreexpresan el receptor de transferrina y una inmunotoxina antitumoral contra el CD105 de ratón que identifica a la células CD105+ y las destruye de manera selectiva tanto in vitro como in vivo. Ello convierte a la nigrina b en una herramienta útil en la inmunotoxiterapia del cáncer (AU)

Efectos tóxicos de la Ocratoxina A / Toxic effects of Ochratoxin A

La ocratoxina A (OTA) es una micotoxina producida por hongos micomicetos de los géneros Aspergillus y Penicillium que se encuentra ampliamente distribuída como contaminante natural de cereales, legumbres y otros alimentos y que en estudios experimentales ha demostrado una gran diversidad de efectos tóxicos. Debido a sus propiedades fisicoquímicas, la OTA se absorbe fácilmente del tracto gastrointestinal, siendo su biodisponibilidad superior ai 50 por ciento en todas ias especies de mamíferos ensayadas. Presenta una alta afinidad por las proteínas plasmáticas, lo que determina una larga persistencia en el organismo. Los principales metabolitos son el producto de hidrólisis del enlace amida (OTalfa), los derivados hidroxilados 4-OH-OTAy 10-OH-OTAy los productos de conjugación, entre otros. Se elimina por vía renal y hepatobiliar, así como también a través de la secreción lactea. La DL50 oscila entre 0,2 y 58,3 mg/kg pc; perros, cerdos y pollos son especies más sensibles que rata y ratón. La ingestión crónica de OTA da lugar a la aparición de un efecto tóxico renal en todas las especies de mamíferos monogástricos testados. Se ha relacionado con la nefropatía porcina, la nefropatía aviar espontánea, y en el hombre con la nefropatía endémica de los Balcanes. Diversos estudios han puesto de manifiesto efectos tóxicos de la OTA sobre; el sistema inmune y sobre el sistema nervioso. Tiene también un efecto hemorrágico semejante al que se produce por carencia de vitamina K y altera el metabolismo de los hidratos de carbono, provocando una acumulación de glucógeno en el hígado. El principal mecanismo de acción es la inhibición de la síntesis protéica a nivel post-transcripcional por inhibición competitiva de la Phe-tRNA sintetasa; también se ha descrito un efecto inductor de peroxidación lipídica. La OTA ha resultado teratogénica en ratón, rata, hamster y gallina, con el sistema nervioso central como principal diana. La OTA incrementa la formación de aductos, induce micronúcleos, intercambios entre cromátidas hermanas y mutación génica en Salmonella typhimurium tras activación metabólica. Está clasificada por la IARC como posiblemente carcinogénica para el hombre (grupo 2B) debido a que induce adenomas renales y carcinomas en ratas y ratones, si bien los datos en el hombre no son concluyentes (AU)

Proteínas Inactivadoras de Ribosomas (RIPs) y sus aplicaciones en la construcción de inmunotoxinas para la terapia experimental del cáncer / Ribosome-Inactivating Proteins (RIPs) and their aplication to the construction of immunotoxins for the experimental cancer therapy

Las proteínas inactivadoras de ribosomas (RIPs) son inhibidoras de la síntesis de proteínas que inactivan a los ribosomas de manera irreversible. Las más conocidas son las RIPs vegetales de las cuales ricina es la más estudiada. El mecanismo de acción consiste en la depurinación del ARNr mayor de los ribosomas (28 S ARNr en el caso de los mamíferos). Las RIPs aceptan también otros substratos tales como ADN, ARN genómico viral y algunos polinucleótidos sintéticos que resultan multidepurinados. Diversas RIPs presentan actividad antiviral contra virus vegetales y animales y actividad topológica sobre el ADN. En nuestro laboratorio hemos descubierto un nuevo tipo de RIP que hemos denominado RIP de tipo 2 no tóxica. Entre estas RIPs cabe destacar nigrina b y nigrina b básica, de Sambucus nigra y ebulina, de Sambucus ebulus. Estas RIPs son entre 1.000 y 10.000 veces menos tóxicas para células cultivadas y ratones que la ricina. La aplicación más notable de las RIPs es la construcción de inmunotoxinas y conjugadospara la terapia experimental en particular la del cáncer humano. Hemos preparado conjugados activos contra las células de cáncer de colon e inmunotoxinas activas contra células CD105+ características de la neovasculatura tumoral (AU)