Разработка новых подходов противоопухолевой терапии и моделей для анализа их эффективности Коваль Ольга Александровна

brief description

Коваль,ОльгаАлександровна.Разработкановыхподходовпротивоопухолевойтерапииимоделейдляанализаихэффективности: диссертация ... доктора биологических наук в форме науч. доклада : 03.01.03 /КовальОльгаАлександровна; [Место защиты: ФГБУН Институт химической биологииифундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук]. - Новосибирск, 2021. - 41 с. : ил.; 14,5х21 см.больше
Цитаты из текста:

стр. 1
На правах рукописиКОВАЛЬОЛЬГААЛЕКСАНДРОВНАРАЗРАБОТКАНОВЫХПОДХОДОВПРОТИВООПУХОЛЕВОЙТЕРАПИИИМОДЕЛЕЙДЛЯАНАЛИЗАИХЭФФЕКТИВНОСТИ03.01.03 молекулярная

стр. 3
является актуальной задачей. Цель и задачи исследования. Основной целью настоящей работы являласьразработкановыхмолекулярно-биологических и физико-химическихподходов1дляпротивоопухолевойтерапиина основе лактаптина и технологии холодной плазменной струи, а также создание клеточных и опухолевыхмоделей

стр. 4
исследовании реализован комплексныйподходк исследованиюновыхпротивоопухолевыхпрепаратов.Подходоснован на создании клеточных и опухолевыхмоделей, которые далее использованыдляисследования механизма и специфичности действияновыхпотенциальныхпротивоопухолевыхагентов. Впервые разработан метод импульсной

Введение диссертации (часть автореферата)на тему «Разработка новых подходов противоопухолевой терапии и моделей для анализа их эффективности»
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы
Онкологические заболевания являются существенной проблемой социально-экономического развития России. В связи с этим на первый план выходят задачи создания противоопухолевых агентов, обладающих высокой селективностью к опухолевым клеткам и оптимальным биораспределением, нейтральных по отношению к иммунной системе или стимулирующих противоопухолевый иммунитет и достаточно универсальных, чтобы охватить широкие группы пациентов. Таким требованиям максимально полно соответствуют продукты на основе онколитических вирусов и, в частности, вируса осповакцины. Помимо этого, в настоящее время активно развиваются плазменные методы электрофизического воздействия на опухолевые образования, приводящего к стимулированию химических реакций в газовой фазе и в жидкости на границе плазма - биологический объект, предполагающие широкую специфичность воздействия. С другой стороны, большое внимание уделяется разработке персонализированных подходов лечения, в том числе с использованием таргетных агентов, среди которых многообещающим является адоптивный перенос T- и NK-клеток, продуцирующих химерные антигенные рецепторы (CAR). Усиление противоопухолевых свойств вирусных и клеточных препаратов может быть достигнуто путем модификации их геномов, например, введением определенных трансгенов. Полученные данные о цитотоксической активности белка молока человека, лактаптина, и его рекомбинантного аналога RL2, наработанного в клетках E.coli, позволили рассматривать RL2 как перспективный трансген для модификации геномов вируса осповакцины и NK-клеток (Некипелая с соавт., 2008; Koval et al., 2012). Вместе с тем, несмотря на систематическое исследование лактаптина (Фомин c соавт., 2012; Koval et al., 2014), ряд аспектов в механизме индукции клеточной гибели требовал дополнительных исследований.
Для доказательства универсальности одних подходов и избирательной селективности других, при тестировании активностей новых противоопухолевых препаратов и поиске новых потенциальных терапевтических мишеней требуется использовать разнообразный набор клеточных и опухолевых моделей. Следовательно, расширение спектра клеточных линий, обладающих туморогенностью при трансплантации животным и способных к метастазированию, за счет создания новых культур клеток является актуальной задачей.
Цель и задачи исследования. Основной целью настоящей работы являлась разработка новых молекулярно-биологических и физико-химических подходов
для противоопухолевой терапии на основе лактаптина и технологии холодной плазменной струи, а также создание клеточных и опухолевых моделей для тестирования их активности in vitro и in vivo. В ходе исследования решались следующие задачи:
1. Получить новые клеточные и опухолевые модели для тестирования активности противоопухолевых и антиметастатических препаратов, в том числе таргетных.
2. Исследовать особенности индукции клеточной гибели аналогом лактаптина RL2. Исследовать цитотоксический, противоопухолевый и антиметастатический потенциал препаратов на основе лактаптина на экспериментальных опухолевых моделях.
3. Разработать противоопухолевый подход с использованием холодной плазменной струи.
Научная новизна
В данном исследовании реализован комплексный подход к исследованию новых противоопухолевых препаратов. Подход основан на создании клеточных и опухолевых моделей, которые далее использованы для исследования механизма и специфичности действия новых потенциальных противоопухолевых агентов. Впервые разработан метод "импульсной гипоксии" для направленной индукции мезенхимально-эпителиального перехода в культурах опухолевых клеток молочной железы человека. Получена и охарактеризована клеточная линия рака молочной железы человека, продуцирующая простат-специфический мембранный антиген (PSMA) человека, которая таким образом является PSMA-положительной метастатической моделью рака молочной железы. Выявлены особенности механизма индукции клеточной гибели аналогом лактаптина RL2. Идентифицирован основной партнер RL2 среди белков в клетке -митохондриальный белок TOM70. Показано, что RL2 кратковременно индуцирует аутофагию/митофагию в опухолевых клетках и вызывает несогласованную регуляцию генов каскада NF-kB. Установлено, что RL2 индуцирует иммуногенный путь гибели опухолевых клеток. Впервые проведено комплексное исследование противоопухолевой и антиметастатической активности препаратов на основе аналогов лактаптина. Показан высокий противоопухолевый потенциал рекомбинантного вируса осповакцины VV-GMCSF-Lact, несущего трансгены лактаптина и гранулоцитарного макрофагального колониестимулирующего фактора (ГМ-КСФ). Продемонстрирован антиметастатический потенциал генно-модифицированной NK-клеточной линии человека YT - Cyto-CAR-YT-Lact, продуцирующей функциональный CAR против PSMA и несущей делецию гена Shp-2, и трансген, кодирующий аналог лактаптина EL1. Проведены
исследования цитотоксического действия холодной плазменной струи (ХПС) в отношении опухолевых клеток человека и мыши с использованием заземленного электрода. Показано, что использование заземленного электрода значительно усиливает цитотоксический эффект ХПС.
Теоретическая и практическая значимость исследования
Проведенное в работе исследование новых способов индукции мезенхимально-эпителиального перехода является существенным для понимания фундаментальных аспектов метастазирования. Выявление основных белков-регуляторов, запускающих разные формы гибели опухолевых клеток под действием рекомбинантного аналога лактаптина RL2, является важным для понимания молекулярно-биологических основ, обуславливающих предпочтительный путь клеточной гибели.
Полученные новые клеточные и опухолевые модели будут полезны для исследователей, работающих в области молекулярной онкологии и изучающих процессы канцерогенеза и опухолевой прогрессии, и при создании противоопухолевых препаратов. Особенности индукции гибели опухолевых клеток, выявленные в исследовании, позволяют направленно разрабатывать новые противоопухолевые подходы на основе лактаптина. Полученные рекомбинантные ДНК для конструирования вирусов осповакцины могут быть использованы в дальнейшем для конструирования новых рекомбинантных штаммов вирусов. Противоопухолевый потенциал рекомбинантного вируса осповакцины VV-GMCSF-Lact стал основой для проведения успешных доклинических исследований препарата VV-GMCSF-Lact. Высокий антиметастатический потенциал модифицированных NK-клетки человека, продуцирующих аналог лактаптина и несущих CAR к PSMA, делает их основой для создания подобных терапевтических генно-модифицированных линий из NK-клеток пациентов с метастатическими формами PSMA-положительного рака. Результаты, полученные при исследовании цитотоксической активности ХПС, позволяют оптимизировать условия генерации ХПС и проводить усовершенствование оборудования для достижения противоопухолевых эффектов in vivo.
Основные положения, выносимые на защиту
1) Импульсная гипоксия индуцирует мезенхимально-эпителиальный переход клеток рака молочной железы человека в культуре.
2) Клеточная линия рака молочной железы человека, продуцирующая простат-специфический мембранный антиген, позволяет тестировать цитотоксическую, противоопухолевую и антиметастатическую активности таргетных к этому антигену препаратов in vitro и in vivo.
3) Клеточные модели эндометрия сохраняют рецепторный статус опухоли и позволяют изучать агонистические функции антиэстрогенов.
4) Митохондриальный белок TOM70 является основным среди белков-партнеров аналога лактаптина RL2, обнаруживаемых количественными протеомными методами. Взаимодействие TOM70 с RL2 вызывает митофагию и гибель клеток по иммуногенному типу. Гибнущие клетки способны стимулировать противоопухолевый иммунный ответ in vivo.
5) Липосомальная форма рекомбинантного аналога лактаптина RL2 подавляет формирование метастазов, а использование RL2 в сочетании с циклофосфамидом или хлорохином увеличивает продолжительность жизни мышей-опухоленосителей.
6) Введение гена лактаптина в геном рекомбинантного вируса осповакцины и в геном модифицированных NK-клеток человека линии YT усиливает их противоопухолевый и антиметастатический потенциалы соответственно.

7) Технология холодной плазмы обладает потенциалом противоопухолевого воздействия.