ИСТИНА

Проект направлен на исследование роли митохондриальной деацетилазы сиртуин-3 (Sirt3) в регуляции гибели клеток опухоли, вызываемой действием терапевтических соединений. Являясь представителем семейства сиртуинов, Sirt3 модулирует активность целого ряда белков-мишеней в митохондриях, что позволяет ей воздействовать на самые разнообразные процессы клеточного метаболизма. Накапливающиеся данные подтверждают причастность Sirt3 к различным нарушениям, приводящим к ряду заболеваний, включая канцерогенез. Для выяснения возможностей элиминации опухолевых клеток воздействием на Sirt3 в задачи данного проекта входит: 1. Оценить содержание Sirt3 в опухолевых клетках различного происхождения и исследовать корреляцию между уровнем Sirt3 и устойчивостью клеток к терапии. 2. Провести исследование гликолитического сдвига (соотношения гликолиза и окислительного фосфорилирования) в этих клетках в норме и в случае подавления экспрессии Sirt3. 3. Исследовать роль Sirt3 в регуляции различных способов пермеабилизации внешней митохондриальной мембраны в опухолевых клетках различного происхождения под действием терапевтических средств противоопухолевой направленности. Выполнение данного проекта позволит выявить специфические мишени Sirt3, воздействие на которые позволит повысить чувствительность опухолевых клеток к противоопухолевым препаратам. Понимание роли Sirt3 в канцерогенезе откроет новые возможности для лечения рака путем воздействия на эту митохондриальную деацетилазу. Более того, можно предложить, что модуляция активности Sirt3 может быть новой стратегией для разработки более персонифицированной терапии рака.

The goal of the project is to investigate the role of mitochondrial deacetylase sirtuin-3 (Sirt3) in the regulation of tumor cell death caused by anticancer therapeutic compounds. As a member of the sirtuin family, Sirt3 modulates the activity of a number of target proteins in mitochondria, which allows it to affect a wide variety of cellular metaboliс processes. The accumulating data confirm the involvement of Sirt3 in various disorders leading to a number of diseases, including carcinogenesis. To clarify the possibilities of eliminating tumor cells by acting on Sirt3, the objectives of this project include: 1. To evaluate the content of Sirt3 in tumor cells of various origins and to examine the correlation between the level of Sirt3 and cell resistance to therapy. 2. To study the glycolytic shift (the ratio of glycolysis and oxidative phosphorylation) in these cells under normal conditions and in case of suppression of Sirt3 expression. 3. To investigate the role of Sirt3 in the regulation of various modes of permeabilization of the outer mitochondrial membrane in tumor cells of various origin under the influence of antitumor therapeutic agents. The implementation of this project will identify specific Sirt3 targets, the impact on which will increase the sensitivity of tumor cells to antitumor drugs. Understanding the role of Sirt3 in carcinogenesis will open up new possibilities for treating cancer by acting on this mitochondrial deacetylase. Moreover, it can be suggested that modulating Sirt3 activity may be a new strategy for developing more personalized cancer therapies.

1. Оценить содержание Sirt3 в опухолевых клетках различного происхождения и исследовать корреляцию между уровнем Sirt3 и устойчивостью клеток к терапии. 2. Провести исследование гликолитического сдвига (соотношения роли гликолиза и окислительного фосфорилирования) в этих клетках в норме и в случае подавления экспрессии Sirt3. 3. Исследовать роль Sirt3 в регуляции различных способов пермеабилизации внешней митохондриальной мембраны в опухолевых клетках различного происхождения под действием терапевтических средств противоопухолевой направленности.

Ранее нами было показано, что использование митохондрий в качестве мишени позволяет успешно элиминировать опухолевые клетки различной природы. Воздействие на митохондрии соединениями вызывающими их дестабилизацию и пермеабилизацию внешней мембраны позволяет эффективно стимулировать гибель опухолевых клеток, что дает возможность снизить концентрации используемых в онкологии препаратов. Совокупность ранее полученных результатов, а также имеющиеся в лаборатории возможности, позволяют надеяться на успешное выполнение поставленных в данном проекте задач. Лаборатория исследования механизмов апоптоза оснащена новейшими приборами, в частности уникальной аппаратурой Seahorse Analyzer, позволяющей оценивать как гликолиз, так и окислительное фосфорилирование в клетках, культивируемых в 96 луночных планшетах. В лаборатории есть конфокальный микроскоп в уникальной комплектации, позволяющей прижизненно оценивать динамику изменений, вызванных индукторами апоптоза. Методы оценки апоптоза, аутофагии, митофагии, слияния и дробления митохондрий хорошо освоены сотрудниками рабочей группы и используются регулярно.

В ходе выполнения проекта было показано, что содержание Sirt3 в опухолевых клетках различной природы достаточно одинаково. Подавление экспрессии как онкогенов (MycN), так и супрессора опухолей транскрипционного фактора р53, не вызывало изменения базового содержания Sirt3. Содержание Sirt3 возрастало в условиях индукции гибели клеток различными препаратами, в частности цисплатином и этопозидом, широко применяющимися в терапии опухолей. Для выяснения роли Sirt3 в формировании устойчивости опухолевых клеток, экспрессию сиртуина подавляли с помощью метода малых интерферирующих РНК (siRNA), так и методом Crispr-Cas9. Для этого использовали клетки карциномы кишечника НСТ116, а также клетки аденокарциномы легкого А549. Подавление экспрессии Sirt3 методом siRNA, вызывало некоторое снижение гибели клеток. Поскольку при использовании siRNA подавление экспрессии Sirt3 было неполным, для нокаута Sirt3 был использован метод Crispr-Cas9. В результате были получены клоны с нокаутом Sirt3, которые продемонстрировали устойчивость к ряду противоопухолевых препаратов, таких как цисплатин, этопозид, доксорубицин. Дальнейшее исследование роли Sirt3 в устойчивости опухолевых клеток к терапии, несомненно, позволит использовать этот фермент в качестве мишени для элиминации опухолевых клеток.