Роль программируемой гибели клеток в повышении чувствительности опухолей к терапевтическим воздействиямНИР

Role of programmed cell death in increase of tumour sensitivity to therapeutic interventions

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 9 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Роль взаимосвязи между аутофагией и апоптозом в повышении чувствительности гибели опухолевых клеток
Результаты этапа: Нами установлено, что клетки аденокарциномы легких и клинические образцы от соответствующих больных характеризуются высоким уровнем аутофагии и устойчивостью к терапии ДНК-повреждающими препаратами. Подавление аутофагии делало данные клетки чувствительными к индуцируемой цисплатином апоптозу. Установлены механизмы данного феномена. Получен 1 патент. Опубликовано 12 статей в международных журналах, индексируемых в WoS и 6 в отечественных журналах. Сделано 5 докладов на международных и российских конференциях.
2 8 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Исследование возможностей сочетанной терапии в стимуляции гибели опухолевых клеток
Результаты этапа: Известно, что митотическая катастрофа, вызванная воздействием химиотерапевтическими препаратами может в итое привести либо к аутофагии, либо к апоптозу. Нами установлено, что обработка клеток карциномы яичника низкими концентрациями доксорубицина приводит к накоплению клеток в состоянии митотической катастрофы, однако этот процесс не зависит от каспазы-2. С другой стороны, наличие каспазы-2 определяет уровень гибели клеток после наступления состояния митотической катастрофы, но накопление полиплоидных клеток и клеток в состоянии митотической катастрофы не зависит от данного фермента. Это принципиально важно для выработки стратегии лечения данного типа опухоли с помощью ДНК-повреждающих агентов и ингибиторов клеточного цикла. Опубликовано 10 статей в международных журналах и 1 статья в отечественном журнале, все входят в WoS, сделано 27 докладов на международных и отечественных конференциях, получено 5 различных премий.
3 8 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Исследование механизма устойчивости клеток аденокарциномы легких к комплексной терапии
Результаты этапа: Полученные данные показывают, что подавление экспрессии BNIP3 приводит к появлению поврежденных (дефектных) митохондрий, более подверженных деструктивным изменениям, в процессе индукции апоптоза. Это облегчит выход цитохрома с, интенсифицируя последующие этапы апоптозного каскада, в частности активацию каспазы-3. Участие белка BNIP3 в регуляции митофагии позволяет предположить, что подавление его экспрессии даст возможность обойти устойчивость опухолевых клеток к терапевтическим препаратам. Однако, следует иметь в виду, что предполагаемый подход, а именно ингибирование экспрессии BNIP3 следует рассматривать с осторожностью. Вполне возможно, что ингибиторы вызовут снижение экспрессии BNIP3 и в нормальных клетках, что также может вызывать стимуляцию гибели клеток. С этой точки зрения, поиски возможности направленного воздействия на опухолевые клетки с помощью низкомолекулярных соединений позволят обойти эту проблему и поможет в разработке терапии, нацеленной на BNIP3. Полученные данные о механизме деградации Mcl-1 в условиях ОПВ могут внести свой вклад в понимание процессов жизнедеятельности опухолевых клеток и в развитие новых терапевтических стратегий онкологических заболеваний. Так, в настоящий момент активно исследуются возможности корректировки питания или использование химических миметиков ОПВ при лечении некоторых заболеваний. Эффективность подобных подходов будет в том числе определяться балансом апоптотических и аутофагических факторов. Следовательно, короткоживущий антиапоптотический белок Mcl-1 может быть существенным прогностическим фактором для оценки успешности таких подходов в терапии. По результатам исследования нами опубликовано 18 статей, все входят в WoS, Scopus и РОНЦ. Из них 6 в отечественных журналах и 10 входят в Q1. Подготовлен специальный выпуск журнала Биохимия, посвященный 10-летию лаборатории, в котором представлено 6 статей сотрудников лаборатории. Сделано 6 докладов на международных и отечественных конферецниях, получено 6 премий на различных конкурсах.
4 4 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Клеточная энергетика – модулятор апоптоза в опухолевых клетках
Результаты этапа: Одним из механизмов, ответственных за устойчивость опухолевых клеток к лечению, может быть стимуляция митофагии (контроль качества митохондрий), которая устраняет митохондрии, которые могут запускать митохондриальный путь апоптоза. Мы обнаружили, что гипоксия стимулирует митофагию за счет повышенной экспрессии белков BNIP3 и BNIP3L, которые участвуют в в рецептор-опосредованной митофагии.
5 3 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Роль взаимосвязи между различными типами гибели в терапии опухолей
Результаты этапа: Установлено каким образом переключение с одного типа гибели на другой повысит эффективность терапии. За отчетный период опубликовано 14 статей в международных журналах, из которых 7 в журналах, относящихся к Q1, сделано 4 приглашенных докладов и 1 постерный на международных и отечественных конференциях, получены 4 премии на Конкурсе МГУ в номинации "Выдающиеся научные статьи", защищена 1 кандидатская диссертация и один магистерский диплом.
6 2 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Регуляция различных типов гибели клеток для успешной терапии рака
Результаты этапа: Полученные данные о значимости изменения уровней белков контроля качества митохондрий в совокупности с клинико-патологическими признаками позволили нам разработать номограмму, которая может рассматриваться в качестве модели для совершенствования методов прогнозирования выживаемости пациентов с АКЛ. В настоящее время полученная номограмма передана клиницистам для практического испытания. Помимо этого, результаты настоящего исследования дополнили имеющиеся данные о роли белка BNIP3 в канцерогенезе. На основе биоинформатического анализа установлены некоторые функции Bcl-B в норме и при различных патологиях, а также его участие в ПГК. Высказаны предложения о возможных подходах к ингибированию Bcl-B. Данные об участии компонентов PIDDosome в нейродегенеративных заболеваниях, а также обнаруженные патогенные варианты PIDD1, RAIDD и каспазы-2 могут быть полезны для развития стратегии ингибирования PIDDosome в клинике. Показанный защитный эффект аутофагии при ХЛЛ против ВH3-миметиков может открыть новые стратегии для усиления терапевтического воздействия венетоклаксподобных соединений при ХЛЛ посредством ингибирования путей аутофагии.
7 3 января 2024 г.-30 декабря 2024 г. Регуляция различных типов гибели клеток для успешной терапии рака
Результаты этапа: Развитие устойчивости к химиотерапии является одной из основных проблем эффективного лечения рака. Устойчивость к лекарственным препаратам может быть результатом нарушений в двух важных физиологических процессах, пролиферации клеток и гибели клеток. Важно отметить, что оба процесса характеризуют изменения в метаболизме клеток, уровень которых часто измеряется с помощью результатов исследования MTT/MTS. Для изучения устойчивости к химиотерапии обычно используются различные линии раковых клеток обработанных различными концентрациями химиотерапевтических препаратов in vitro. Однако после создания резистентных линий клеток исследователи часто испытывают трудности в выяснении механизмов устойчивости. На первом этапе исследователи должны рассмотреть вопрос о том, является ли устойчивость к лекарственным препаратам результатом подавления пролиферации клеток или ингибирования их гибели. Чтобы упростить выбор исследовательской стратегии, мы предложили комбинацию различных подходов, которые раскрывают фактический механизм. Эта комбинация включает быстрые и высокопроизводительные методы, такие как тест MTS, анализ LIVE/DEAD, анализ метаболизма клеток в реальном времени и вестерн-блоттинг. Для создания химиорезистентных опухолевых клеток мы использовали четыре различные линии раковых клеток различного происхождения и использовали наиболее клинически значимый подход импульсной селекции. Обобщая полученные результаты, нами предложен путь анализа характеристик резистентных клеточных линий. На первом этапе целесообразно использовать комбинацию анализа МТТ/МТС и теста LIVE/DEAD в присутствии или отсутствии селективных ингибиторов гибели клеток для получения информации о том, сформировалась ли резистентность через цитотоксические или цитостатические механизмы. Клоногенные анализы позволяют оценить скорость пролиферации резистентных клеток для правильной интерпретации данных, полученных с помощью двух вышеупомянутых подходов. На втором этапе важно и полезно оценить молекулярные механизмы резистентности с помощью анализа вестерн-блоттинга. На заключительном этапе для получения глубоких знаний об изменениях в метаболизме клеток полезно использовать различные формы анализа метаболизма клеток в реальном времени. Применив набор методологических подходов, мы продемонстрировали, что три из исследуемых линий были более способны модулировать пролиферацию, чтобы избежать цитостатического эффекта противораковых препаратов. В то же время одна из исследованных линий клеток развила устойчивость к клеточной гибели, преодолев цитотоксическое действие. Используя этот набор подходов, легко сделать выводы о механизме резистентности в каждом конкретном случае. Метаболические изменения имеют большое значение для приобретенной устойчивости раковых клеток к цисплатину. Они также могут быть связаны с различными типами программируемой гибели клеток, опосредованными цисплатином. В частности, клетки устойцхивые к цисплатине способны подавлять ферроптоз и активировать цитопротекторную аутофагию, что необходимо для поддержания жизнеспособности при воздействии препарата. Взаимодействие между метаболическими изменениями и различными путями программируемой гибели клеток играет решающую роль в развитии непереносимости цисплатина. Однако все еще есть несколько вопросов, касающихся метаболизма клеток устойцхивости к цисплатину. Во-первых, могут ли эти нарушения служить прогностическими маркерами злокачественности? Ответ, скорее всего, «да», поскольку многие изменения в метаболизме глюкозы, липидов и аминокислот связаны с плохими результатами для пациентов. Во-вторых, могут ли эти биомаркеры служить мишенями для лекарств? Опять же, ответ, скорее всего, «да». Несколько исследований, включая наши, продемонстрировали, что ингибирование определенных участников метаболических путей может усилить гибель клеток, вызванную цисплатином, и преодолеть устойчивость к этому препарату. В-третьих, и, возможно, самое важное, могут ли эти терапевтические подходы быть эффективными для пациентов? Ответ остается спорным и неясным. Многие исследования в этой области проводятся на двумерных моделях клеточных культур, которые не отражают взаимодействие различных типов клеток в опухолевой ткани. Кроме того, было выявлено много ассоциаций между метаболическими изменениями и резистентным фенотипом, тогда как их механизмы остаются неясными. Для открытия новых биомаркеров, связанных с метаболизмом, и разработки новых целевых препаратов необходимы четко определенные доклинические модели. Нами были рассмотрены некоторые новые подходы. Неудачи в клинических испытаниях обычно связаны со значительным токсическим воздействием на здоровые ткани и низкой эффективностью экспериментальных препаратов. Последнее может быть объяснено сложностью метаболических изменений в клетках устойчивых к цисплатине, как обсуждалось выше. Клетки устойчивых к цисплатине способны использовать различные метаболические пути для поддержания своего выживания в токсических условиях. Высокая метаболическая активность поддерживает их пролиферацию; поэтому резистентные клетки часто усиливают свой гликолитический аппарат для удовлетворения высоких потребностей в энергии и биосинтезе. Некоторые из них демонстрируют обратный переход к метаболизму OXPHOS, что сопровождается более низкой зависимостью от глюкозы. Более того, резистентные клетки могут развить метаболический фенотип, характеризующийся низкой активностью и медленной пролиферацией. В таких случаях рост опухолевых клеток подавляется, что позволяет клеткам устойчивых к цисплатине избежать гибели. Другой вопрос, который следует рассмотреть, это время метаболических изменений во время лечения цисплатином. Действие цисплатина включает его поглощение клетками, связывание ДНК, сигнализацию ответа на повреждение ДНК, индукцию и развитие гибели клеток и выведение из организмов. Открытый вопрос заключается в том, когда препараты, нацеленные на метаболизм, более эффективно сенсибилизируют раковые клетки к цисплатину. В частности, опухолевые клетки склонны использовать множественные компенсаторные механизмы для поддержания своей жизнеспособности. Клетки устойчивые к цисплатине не являются исключением, и это можно проиллюстрировать на примере защиты от активных форм кислорода. Нами было обнаружено, что цисплатин нарушает антиоксидантную систему тиоредоксина, и клетки устойчивые к цисплатину могут компенсировать это повышенным синтезом глутатиона. Логично предположить, что долгосрочная комбинированная стратегия с использованием препаратов платины и ингибиторов метаболизма глутамина может усилить активацию других систем защиты, таких как PPP, путь кинуренина или усиленный синтез металлотионеинов, которые также участвуют в модуляции окислительно-восстановительного гомеостаза. В совокупности многочисленные данные указывают на то, что механизмы, лежащие в основе резистентности к цисплатину, по-видимому, зависят от контекста и определяются множеством факторов при различных типах рака. Нарушения метаболизма глюкозы, липидов и аминокислот в резистентных к цисплатину клетках затрагивают такие типы гибели как ферроптоз и аутофагия, играющие важную роль в приобретении непереносимости препарата. Дальнейшие исследования могут прояснить эти механизмы и сделать их более понятными и предсказуемыми в будущем.
8 2 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Регуляция различных типов гибели клеток для успешной терапии рака
Результаты этапа:
9 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. Программируемая гибель клеток и химиотерапия опухолей
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".