Фотодинамическая терапия (ФДТ) является перспективным методом воздействия на злокачественные образования человека, поскольку позволяет воздействовать на опухоль селективно и локально. Фотосенсибилизатор и специфический источник света, генерирующий свет определенной длины волны, - ключевые компоненты этой системы. После активации фотосенсибилизатора светом происходит образование активных форм кислорода, которые вызывают разрушение раковых клеток. ФДТ эффективна лишь в тех случаях, когда вся опухоль целиком может быть подвергнута световой обработке. Так, опухоли, больше, чем 4-5 мм не поддаются уничтожению с использованием ФТД. В силу того, что для фотодинамической терапии необходим внешний источник света, в клинической практике этот метод используется только для лечения опухолей кожи и сетчатки, а также эпителиальных поверхностей органов, доступных для катетеров и эндоскопов. Разработка внутренних источников света могла бы значительно расширить область примененияфотодинамической терапии. В современной литературе описаны разработки по имплантанции оптико-волоконных источников света [Choi M. et al. Nat. Photonics. 2013; Kim T-i, et al. Science. 2013; Bagley AF, et al. ACS Nano. 2013]. Однако, ключевым недостатком данного подхода является инвазивность метода и негомогенное распределение света внутри опухоли. Альтернативой твердотельным внутренним источникам света является создание молекулярных внутриклеточных источников света, основанных на биолюминесцентом резонансном переносе энергии-BRET (Bioluminescence resonance energy transfer). В этой системе и фермент (люцифераза), и субстрат (два компонента, необходимых для генерации квантов света) доставляются к клетке неинвазивно. В современной научной литературе явление биолюминесцентного переноса энергии (BRET) широко используется для детекции и изучения биологических процессов in vivo, а также для биоимиджинга (Pfleger, Eidne. Nat. Methods 2006; Baumes et.al., 2010, Nat. Chem.; Yan et.al., 2010, Nat. Nanotechnol.; Mino et.al., 2009, PNAS). Возможность применения этого явления для терапии, в частности, для BRET- опосредованной фотодинамической терапии, была показана только в 2003 г [Theodossiou T, et al. Cancer Res. 2003], и на сегодняшний день существует всего 4 работы, использующие биолюминесценцию для ФДТ опухолей (Theodossiou T, et al. Cancer Res. 2003; Yuan et.al. J. Am. Chem. Soc. 2012; Hsu et. al., 2013, Biomaterials; Kim YR et al. Theranostics. 2015). В данном проекте предлагается принципиально новый подход к ФДТ опухолей, включающий разработку полностью генетически кодируемой BRET-индуцируемой системы фотодинамической терапии, не зависящей от источника внешнего излучения. В качестве фотосенсибилизатора будет использован фототоксичный флавопротеид miniSOG, способный оказывать цитотоксический эффект на раковые клетки под действием синего света. Свет нужной длины волны для возбуждения miniSOG будет продуцироваться непосредственно в раковой клетке-мишени в ходе биолюминесцентной реакции окисления фуримазина (субстрат люциферазы) люциферазой NanoLuc. В клетку-мишень гены люциферазы и белкового фотосенсибилизатора будут доставляться в виде единой генетической конструкции, обеспечивающей эукариотическую экспрессию. Для направленной доставки указанной генетической конструкции к раковым клеткам-мишеням и достижения их селективного элиминирования планируется использовать псевдотипированные вирусы, узнающие специфический онкомаркер на поверхности раковых клеток.