Пресс-центр / новости / Отчеты /

Информация о ходе выполнения проекта Минобрнауки России по Соглашению № 13.1902.21.0041

Информация о ходе выполнения проекта Мероприятия 3.2.11. «Реализация крупных научных проектов по приоритетным направлениям научно- технологического развития» Минобрнауки России по Соглашению № 13.1902.21.0041 о предоставлении субсидии от 30 сентября 2020 г. по теме: «Молекулярно-клеточные механизмы онкологических, иммунных, метаболических заболеваний, моделирование и экспериментальное обоснование методов репрограммирования и онкотаргетинга».

Григоров А.С.

За отчетный период 1-го этапа(30.09.2020 – 31.12.2020) в рамках выполнения соглашения Участниками консорциума в результате комплексного подхода

Начата разработка высокотехнологичных подходов и методов, включая:

  • ультравысокопроизводительный скрининг цитотоксических лимфоцитов,
  • технологию структурно-подкрепленного мембранного онкотаргетинга,
  • метод высокопроизводительного анализа эпигенетических ландшафтов на уровне отдельных живых клеток,
  • авторскую систему адресной доставки цитотоксических/иммунотерапевтических агентов к опухолевым клеткам со сверхэкспрессией трансмембранных рецепторов,
  • пионерскую систему воспроизведения связанных с раком хромосомных аберраций человека.

Получены и исследованы модельные объекты, в том числе:

  • генетически модифицированные и дифференцированные клетки,
  • генетические конструкции,
  • протоколы дифференцировки ИПСК.

Получены новые экспериментальные данные:

  • по исследованию функциональных и молекулярно-генетических свойств стволовых клеток,
  • молекулярных механизмов, контролирующих пролиферацию и межклеточные контакты опухолевых клеток, дифференцировку, старение, возможности злокачественной трансформации,
  • исследован патогенез ряда социально значимых заболеваний.

Уровень проведенных исследований соответствует мировому уровню, а по некоторым направлениям превышает его. Полученные результаты полностью соответствуют запланированным, по ряду направлений дополнены исследованиями, необходимыми для развития проекта. Создан убедительный задел для дальнейшего успешного выполнения проекта на следующем этапе.

В результате выполнения работ первого этапа работ по Соглашению № 13.1902.21.0041 о предоставлении субсидии Участниками консорциума получены нижеследующие основные результаты:

  1. В рамках исследования микроокружения опухоли и ионных каналов при опухолевой трансформации разработаны блокаторы взаимодействия PD-1 CAR-T-клеток и PD-L1/2 опухолей, создан ген блокатора взаимодействия PD-1 CAR-T-клеток и PD-L1/2 опухолей – anti PD-1 VHH PEBL, получены и охарактеризованы клеточные линии с гибридными CAR. Для исследования путей влияния опухолевых и иммунных клеток и внеклеточной ДНК в опухолевом микроокружении на CAR-Т-лимфоциты получены модифицированные клеточные линии и вирус AAV с геном мутантной ДНКазы I. Выбраны популяции Т- клеток для репрограммирования и таргетной CAR-T терапии карциномы лёгких. В качестве мишеней для CART терапии против опухолевых клеток предложено использовать мезотелин, EGFR, LewisY, CD90, AXL, B7-H3 для исследования терапевтических эффектов на животной модели карциномы лёгких Льюиса. По результатам проведённого анализа литературы и экспериментальных исследований выбран метод РНК-интерференции для создания CAR-Т-лимфоцитов для элиминации стволовых опухолевых клеток и опухолевых клеток мелкоклеточного рака лёгкого. Методами биоинформатики и ПЦР охарактеризованы ASIC и кальциевые каналы карциномы легкого, в том числе: на основе анализа базы данных TCGA выявлена гиперэкспрессия протон-активируемых каналов ASIC1 в образцах карцином легкого, ассоциированная с меньшим временем жизни пациентов. Впервые найдено соединение, модулирующее активность депо-управляемых каналов через STIM2-зависимый механизм, реализуемый в онкотрансформированных клетках. (ИБХ РАН, Томский НИМЦ РАН, ИНЦ РАН).
  2. На основе оригинальной микрофлюидной технологии проведен ультравысокопроизводительный скрининг цитотоксических лимфоцитов (CTL), секретирующих гранзимы: для эффективной инкапсуляции лимфоцитов оптимизированы составы микрофлюидной эмульсии и параметры микрофлюидных чипов; идентифицированы субпопуляции CTL и проведен их отбор путем клеточного сортинга инкапсулированных опухоль-инфильтрирующих лимфоцитов (ИБХ РАН).
  3. На основе авторского модульного подхода с использованием пары барназа-барстар и скаффолдовых полипептидов разработана система таргетирования цитотоксических/иммунотерапевтических агентов к опухолевым клеткам, включающая: метод синтеза и модификации коллоидно-стабильных биосовместимых наноструктур 200 нм для тераностики; систему модульной сборки наноагентов – скаффолдовых полипептидов и пары барназа-барстар, выполняющей роль молекулярного «клея»; систему сборки целевых CAR-модифицированных NK- и Т-клеток с дарпинами, аффибоди. Дополнительно получены иммунные комплексы на основе биспецифических антител и ИФНβ и разработан метод количественной оценки распределения электронной плотности для выявления тонкой структуры создаваемых нанообъектов. (ИБХ РАН).
  4. В рамках исследования механизмов формирования внутриопухолевой гетерогенности глиобластом и опухолевого рецидивирования: исследованы различия в протеоме и транскриптоме ткани из различных зон глиобластомы; впервые создана in vitro модель клеток глиобластомы с различными региональными свойствами; изучено влияние радиотерапии на альтернативный сплайсинг РНК в клетках глиобластомы; созданы сублинии опухолевых клеток с нокдауном шаперона Hsp70 и каспазы 3; на полученных клетках разработана модель опухолевого рецидива in vitro; разработана эффективная модель рецидива опухолевого роста, установлено, что супрессия синтеза шаперонов шаперонов в опухолевых клетках подавляет развитие феномена рецидивного опухолевого роста, в ходе полногеномного транкриптомного анализа выявлены мишени наиболее вероятного ингибитора механизма протеостаза клеток колоректального рака, в их число входят сигнальные системы мембранных АТФ-аз и аутофагии. (ИБХ РАН, ИНЦ РАН).
  5. В рамках разработки структурно-подкрепленного мембранного онкотаргетинга и метода высокопроизводительного анализа эпигенетических ландшафтов отдельных клеток: исследованы структурно-динамические характеристики трансмембранных опухолевых рецепторов и построены атомистические модели трансмембранных димеров в модельном липидном бислое; получены два генетически кодируемых флуоресцентных сенсора эпигенетических модификаций разных цветов. (ИБХ РАН).
  6. Впервые в мире на основе гена EGFP с искусственным интроном создана система воспроизведения связанных с раком хромосомных аберраций человека; получены клетки НЕК293 с индуцированными хромосомными аберрациями. В рамках исследования фундаментальных механизмов генетической нестабильности при нарушении действия ферментов репарации ДНК получены перевиваемые клеточные линии с нокаутом по генам репарации PARP1 и Tdp1. Исследована выживаемость клеток HEK293 дикого типа и линий, нокаутированных по белкам репарации, под воздействием ингибиторов Tdp1 класса монотерпенов (ИБР РАН, ИХБФМ СО РАН).
  7. В рамках исследования роли врожденного иммунитета в супрессии опухолевой трансформации: впервые показано взаимодействие белка Hsp70 с рецептором TREM-1 и его влияние на уровень провоспалительных цитокинов; охарактеризованы субпопуляции цитотоксических лимфоцитов, развивающиеся под действием Hsp70, и механизмы их цитотоксического действия; получены плазмиды для генерации генетически модифицированных иПСК и модифицированные макрофаги с индуцибельной экспрессией гена TNFAIP3. (ИБГ РАН, ИБР РАН).
  8. В рамках исследования регуляции клеточного метаболизма при опухолевой трансформации и старении: выявлены отдельные компоненты протеасом, определяющие развитие рака прямой кишки человека и толерантности к нему; проведен анализ экспрессии генов, кодирующих каталитические субъединицы протеасом, показан относительно стабильный уровень экспрессии генов конститутивных каталитических субъединиц протеасом и значительное снижение уровней экспрессии всех генов, кодирующих иммунные субъединицы протеасом при длительной культивации. Дополнительно, с целью выяснения роли клеточного метаболизма железа в адаптационных процессах у многоклеточных животных изучены комплексы ферритина и гем-связывающих белков и определена структура ферритинов у эволюционно древних организмов (холодноводных морских губок) (ИМБ РАН, ИБР РАН).
  9. В рамках исследования основ клеточного репрограммирования клеток в целях создания потенциальных клеточных продуктов разработан протокол направленной дифференцировки индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (иПСК) человека, экспрессирующих флуоресцентные генетически кодируемые биосенсоры HyPer и SypHer в клеточной цитоплазме, в клетки трех зародышевых листков. Кроме того, в целях восполнения дефицита знаний о биологическом портрете специализированных клеток, таких как клетки иммунной системы, клетки, отвечающие за процессы зрения, репродуктивную функцию, передачу нервного импульса, были получены дополнительные результаты: впервые в мире показана активация генов препроинсулина в энтодермальной линии КСЖ человека после модификации CRISPRCas9; исследовано повреждающее действие флуорофоров в липофусциновых гранулах РПЭ глаза человека; в рамках борьбы с мужским бесплодием показано ингибирование дифференцировки клеток Сертоли ретиноевой кислотой, ФСГ; для регенерации роговицы из иПСК получены лимбальные стволовые клетки; получены генные конструкции для записи транскрипционной информации и ее модуляции в клетках млекопитающих на основе системы CRISPR-Cas. (ИНЦ РАН, ИБР РАН).

Все задачи первого этапа работ выполнены в установленные сроки в соответствии с планом фундаментальных исследований Соглашения №13.1902.21.0041 о предоставлении субсидии от 30 сентября 2020 г.

4 августа 2021 года