Огромное количество результатов, полученных учёными за последние пол века, приблизило нас к понимаю основных принципов, а главное, логики, лежащей в основе процессов репликации, транскрипции и трансляции, однако сплайсинг РНК так и остался загадкой. Сплайсинг РНК это сложнейший процесс, на который тратятся значительные ресурсы клетки – ведь из-за наличия интронов длинна всех кодирующих транскриптов, исходно синтезирующихся с матрицы ДНК, увеличивается в десятки, а иногда и сотни раз. Однако, после синтеза РНК большая часть последовательности транскрипта вырезается и «выбрасывается», что также требует существенных энергозатрат от клетки. Почему это происходит? Более того, альтернативный сплайсинг приводит к появлению сотен тысяч, если не миллионов разнообразных изоформ, однако, на сегодняшний день, функционально значимыми считаются в лучшем случае 40 тысяч из них. Неужели, остальные 90% изоформ бесполезны? Это лишь несколько вопросов, демонстрирующих насколько мало на сегодняшний день известно о роли сплайсинга РНК в клетке. В 2004 и 2007 годах были созданы первые высоко эффективные «ингибиторы» сплайсинга РНК – Пладиенолид Б (J Antibiot (Tokyo). 2004, 57(3):180-7.) и Сплайсеостатин А (Nature Chemical Biology, 2007, 3, 576–583). Оба этих соединения взаимодействуют с одним и тем же участком пре-мРНК связывающего кармана сплайсосомного белка SF3B1 (Nature Communications, 2021, 12, 4491). В исходных публикациях данные молекулы были описаны как ингибиторы сплайсинга, однако позже стало понятно, что такое название является не совсем корректным. Дело в том, что реальное ингибирование сплайсинга происходит при концентрациях этих веществ, превышающих значение их константы диссоциации как минимум на 3 порядка (Kd ≈ 50-500 pM, а ингибирование сплайсинга наблюдается при концентрациях 10-1000 nM). При этом, в диапазоне концентраций 0.5-50 nM Пладиенолид Б и Сплайсеостатин А являются модуляторами сплайсинга, то есть, данные молекулы изменяют тип и эффективность сплайсинга, однако не ингибируют саму реакцию сплайсинга. В результате под действием наномолярных концентрация «ингибиторов» сплайсинга происходит появление огромного количества новых изоформ белков, которые обладают разнообразными эффектами на клетки. Так, нами было показано, что Пладиенолид Б в концентрации 0.5-5 нМ почти на порядок увеличивает чувствительность клеток глиобластомы и рака яичников к ДНК повреждающим агентам благодаря инактивации процессов репарации ДНК (Genome Med. 2018, 10(1): 49). С другой стороны, недавняя работа Шена и соавторов показала, что обработка Пладиенолидом Б в концентрации 2.5 нМ позволяет стабильно поддерживать in vitro культуру тотипотентных клеток мыши, способных в дальнейшем дифференцироваться во все типы клеток и тканей in vitro и in vivo (Cell. 2021, 184(11): 2843-2859). В данном проекте мы предлагаем детально исследовать влияние in vitro и in vivo разнообразных модуляторов сплайсинга РНК на полученные от пациентов культуры нейросфер глиобластомы человека. Мы планируем протестировать по меньшей мере 6 низкомолекулярных соединений, уделив особое внимание наиболее новому и, по-видимому, наиболее перспективному веществу, названному H3B-8800 (Nature Medicine, 2018, 24, 497–504). Данная молекула была впервые описана в 2018 году и в настоящее время проходит первую фазу клинических испытаний для лечения пациентов с миелоидной лейкемией (ClinicalTrials.gov Identifier: NCT02841540). Важно отметить, что это соединение не является коммерчески доступным и не может быть свободно получено для исследований, однако благодаря коллаборации с разработчиками H3B-8800 мы имеем необходимые количества данного вещества для предлагаемого проекта. В ходе нашего исследований мы надеемся ответить на следующие вопросы: 1) Какое влияние разнообразные «ингибиторы» оказывают на сплайсинг РНК в клетках глиобластомы и нормальных человеческих астроцитах? 2) Как изменения в сплайсинге отражаются на протеоме и фенотипе клеток? 3) Почему «ингибиторы» SF3B1, взаимодействующие с одним и тем же участком белка, обладают совершенно разным эффектом на сплайсинг РНК? 4) Можно ли с помощью ингибиторов сплайсинга увеличить чувствительность стволовых клеток глиобластомы человека к противоопухолевой терапии и/или снизить их агрессивность? 5) Могут ли ингибиторы сплайсинга быть использованы для лечения глиобластомы in vivo? Мы считаем, что успешное выполнение данного проекта прольёт свет на фундаментальные принципы, по которым альтернативный сплайсинга РНК регулирует свойства клеток, а также, впервые продемонстрирует потенциал низкомолекулярных ингибиторов сплайсинга для лечения первичных опухолей головного мозга человека.