Inclusion of a Furin Cleavage Site Enhances Antitumor Efficacy against Colorectal Cancer Cells of Ribotoxin α-Sarcin- or RNase T1-Based Immunotoxins

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Ruiz-de-la-Herrán, Javier and Tomé-Amat, Jaime and Lázaro Gorines, Rodrigo and Gavilanes, José G. and Lacadena, Javier (2019) Inclusion of a Furin Cleavage Site Enhances Antitumor Efficacy against Colorectal Cancer Cells of Ribotoxin α-Sarcin- or RNase T1-Based Immunotoxins. Toxins, 11 (10). p. 593. ISSN 2072-6651

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Official URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6832446/



Abstract

Immunotoxins are chimeric molecules that combine the specificity of an antibody to recognize and bind tumor antigens with the potency of the enzymatic activity of a toxin, thus, promoting the death of target cells. Among them, RNases-based immunotoxins have arisen as promising antitumor therapeutic agents. In this work, we describe the production and purification of two new immunoconjugates, based on RNase T1 and the fungal ribotoxin α-sarcin, with optimized properties for tumor treatment due to the inclusion of a furin cleavage site. Circular dichroism spectroscopy, ribonucleolytic activity studies, flow cytometry, fluorescence microscopy, and cell viability assays were carried out for structural and in vitro functional characterization. Our results confirm the enhanced antitumor efficiency showed by these furin-immunotoxin variants as a result of an improved release of their toxic domain to the cytosol, favoring the accessibility of both ribonucleases to their substrates. Overall, these results represent a step forward in the design of immunotoxins with optimized properties for potential therapeutic application in vivo.

Resumen (otros idiomas)

Las inmunotoxinas son moléculas quiméricas que combinan la especificidad de un anticuerpo para reconocer y unir antígenos tumorales con la potencia de la actividad enzimática de una toxina, promoviendo así la muerte de las células diana. Entre ellos, las inmunotoxinas basadas en ribonucleasas resultan ser agentes terapéuticos antitumorales prometedores. En este trabajo se describe la producción y purificación de dos nuevos inmunoconjugados, basados en la RNasa T1 y la ribotoxina fúngica α-sarcina, con propiedades optimizadas para el tratamiento tumoral debido a la inclusión de un sitio de rotura para la proteasa furina. Estas nuevas moléculas quiméricas se han caracterizado in vitro, tanto estructural como funcionalmente, utilizando espectroscopia de dicroísmo circular, estudios de actividad ribonucleolítica, citometría de flujo, microscopía de fluorescencia y ensayos de viabilidad celular. Los resultados confirman la mayor eficacia antitumoral demostrada por estas variantes de furina-inmunotoxina como resultado de una mejor liberación de su dominio tóxico al citosol, favoreciendo la accesibilidad de ambas ribonucleasas a sus sustratos. En general, estos resultados representan un importante paso adelante en el diseño de inmunotoxinas con mejores propiedades para su posible aplicación terapéutica in vivo.

Item Type:Article
Uncontrolled Keywords:immunotoxin, ribotoxin, α-sarcin, RNase T1, furin, intracellular trafficking, colorectal cancer
Subjects:Medical sciences > Medicine > Oncology
Medical sciences > Biology > Cytology
Medical sciences > Biology > Biochemistry
ID Code:60892
Deposited On:12 Jun 2020 15:11
Last Modified:23 Sep 2020 09:51

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