В свете сложности и многоаспектности опухолевого процесса, важной терапевтической стратегией является комплексное воздействие как непосредственно на опухоли, так и на опухолевое микроокружение. Ключевую роль в развитии солидных опухолей и их метастазировании играет ангиогенез. Фактор роста эндотелия сосудов VEGF и его рецепторы VEGFR являются основными мишенями современной антиангиогенной терапии опухолей. Однако адаптивная резистентность к существующим антиангиогенным препаратам и их многочисленные побочные эффекты требует выявления дополнительных мишеней для более специфического и эффективного воздействия. В этом аспекте перспективной является активация сигнальных путей цитокина TRAIL, участвующего в иммунобиологическом надзоре за опухолями. TRAIL отслеживает и избирательно элиминирует трансформированные клетки путем апоптоза при связывании с рецепторами смерти, в первую очередь с рецептором DR5. В качестве фундаментального научного задела, ранее авторами проекта было показано, что одновременное воздействие на рецепторы DR5 и VEGFR2 может приводить к значительному усилению противоопухолевого эффекта in vivo за счет подавления опухолевого ангиогенеза. Однако известно, что помимо активации VEGFR2, активация рецепторов фактора роста фибробластов FGF, в первую очередь FGFR1, также играет чрезвычайно важную роль в формировании опухолевого микроокружения и сосудистой сети. Целью данного проекта является всестороннее исследование комплексного воздействия на опухоли и опухолевое микроокружение с помощью набора новых мультимодальных гибридных белковых конструкций на основе агониста рецептора DR5, рецептор-селективного варианта цитокина TRAIL. В дополнение к активации DR5-опосредованного апоптоза опухолевых клеток и ингибированию взаимодействия VEGF/VEGFR2, новые варианты белковых конструкций будут содержать антагонистический пептид, блокирующий взаимодействие FGF/FGFR1. Предполагается, что одновременное воздействие на два сигнальных пути, участвующих в ангиогенезе и формировании опухолевого микроокружения наряду с активацией DR5 приведет к драматическому ингибированию роста опухолей различного происхождения. Важно, что при этом антагонистические aнти-VEGFR2 и анти-FGFR1 пептиды в составе гибридных белков будут действовать целенаправленно в опухолях благодаря домену цитокина TRAIL, селективно связывающемуся с рецептором DR5, который гиперэкспреccирован в опухолевых клетках. Это позволит снизить частоту и интенсивность побочных эффектов, ограничивающих применение антиангиогенных препаратов. В ходе проекта будет применен современный комплексный подход к исследованию биологических свойств новых мультимодальных гибридных белковых конструкций. Противоопухолевые свойства будут изучены на in vitro-моделях сокультивирования опухолевых клеток, фибробластов и/или эндотелиальных клеток, и in vivo на ксенографтных моделях солидных опухолей различного происхождения. Антиангиогенное действие гибридных белков будет исследовано методами оптической когерентной томографии (ОКТ), оптоакустической томографии, иммуногистохимии, сканирующей электронной микроскопии. Метаболический статус опухолей под действием препаратов будет изучен с помощью оптического метаболического имиджинга на основе эндогенной флуоресценции метаболических кофакторов (FLIM-микроскопии) in vivo; оксигенация опухолей – с помощью фосфоресцентных сенсоров кислорода (PLIM-микроскопии). В результате проекта планируется оценить вклад ингибирования взаимодействия VEGF/VEGFR2 и FGF/FGFR1 в антиангиогенный и противоопухолевый эффекты мультимодальных белков. Мультимодальный препарат с наилучшими противоопухолевыми и антиангиогенными свойствами будет запатентован с возможностью дальнейшего лицензирования и проведения доклинических и клинических испытаний в качестве нового терапевтического средства для лечения солидных опухолей. Успешная реализация проекта положит основу для разработки новой стратегии лекарственной терапии опухолей.