Тема: Разработка биомедицинского препарата гемопоэтических

<Номер соглашения>
<Номер постера>
Федеральная целевая программа
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического
комплекса России на 2014—2020 годы»
Науки о жизни
Тема: Разработка биомедицинского препарата гемопоэтических стволовых клеток для персонифицированной
протеом-основанной терапии опухолей головного мозга
Соглашение 14.575.21.0038
на период 2014-2016 гг.
Руководитель проекта: Директор Школы биомедицины, д.б.н., профессор
Хотимченко Юрий Степанович
Получатель субсидии: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального
образования Дальневосточный федеральный университет
Цели и задачи проекта
Проект направлен на решение одной из самых актуальных задач онкологии - создание эффективных способов лечения больных со злокачественными
опухолями головного мозга. Медиана выживаемости больных с первичными и метастатическими опухолями головного мозга, при условии выполнения
всех существующих терапевтических протоколов включая хирургическую резекцию, облучение и химиотерапию составляет 8-12 месяцев. Крайне
низкая эффективность объясняется наличием в составе опухоли стволовых клеток или опухолевых стволовых клеток (ОСК). Лекарств и технологий
способных эффективно убивать ОСК в организме больного практически не существует. Целью проекта является создание технологии для
направленного таргетного поражения этой мишени.
Ожидаемые результаты проекта
Основной целью и конечным продуктом реализуемого проекта является создание технологии таргетного уничтожения ОСК и подавления активности
опухолевых клеток инфильтрирующих паренхиму мозга. В результате проведенных исследований и полученных результатов будет разработана
уникальная в мировой практике биомедицинская технология для воздействия на опухолевые стволовые клетки больного с учетом персональной
особенностей его опухоли, что повысит эффективность лечения и улучшит показатели выживаемости и качества жизни больных с опухолями мозга.
Перспективы практического использования
Основной областью применения результатов является онкология. Разработанная технология приведет к повышению эффективности конвенционных
методов лечения и существенно продлит жизнь онкологических больных.
Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г.
Разработана лабораторная технология для изучения процессов и изучены процессы направленной миграции стволовых клеток в отношении глиобластомы линии С6 а также глиобластомы линии
U87 и U251. Установлено, что источником сигналов индуцирующих миграцию нормальных гемопоэтических столовых клеток являются собственно опухолевые клетки. При этом из всех клеток
глиобластомы наилучшей способностью привлекать стволовые клетки обладают именно опухолевые стволовые клетки (ОСК). В свою очередь, клетки имеющие общий гистогенетический источник
обладают лучшей подвижностью. Например, нейральные стволовые клетки (СК) активнее мезенхиальных СК мигрируют к клеткам глиобластомы .Проведены эксперименты по совместному
культивированию опухолевых клеток и ГСК при условии пространственного разделения культур. установлено, что необходимым условием реализации противоопухолевого потенциала ГСК
является непосредственное контактное взаимодействие между стволовыми и опухолевыми клетками делающее возможным обмен цитоплазматическим содержимым посредством экзосом.
Инкубация опухолевых клеток в среде содержавшей ГСК не приводит к торможению пролиферации и не вызывает апоптоз неопластических клеток .Разработаны методы окраски опухолевых
клеток и гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) флуорохромными красителями. Изучены in vitro особенности и механизмы взаимодействия ГСК с клетками первичных и метастатических
опухолей мозга. Особенностью ГСК является подавление пролиферации клеток глиобластомы линии С6,U 87 и 251 по мере увеличения количества ГСК. при Соотношении опухолевые/стволовые
клетки - 1:3 практически прекращается. Способность нативных ГСК подавлять пролиферацию клеток рака легкого (А549) и молочной железы (MCF-7) более выражена в сравнении с клетками
глиобластомы. что очевидно объясняется различием в гистогенетическом источнике этих клеток. Одним их механизмов межклеточной коммуникации является обмен цитоплазматическими белками
путем образования экзосом .Изучены процессы направленной миграции ГСК в организме животного опухоленосителя. При введении в кровоток экспериментальных животных с глиобластомой
основная часть ГСК (58,5±16,4%) мигрирует в полушарие мозга с опухолью, и приникают в опухолевую ткань. Трансплантация ГСК улучшает функциональный статус животных с глиобластомой и
увеличивает их выживаемость после терапии темозоламидом. Непосредственно в опухоли ГСК
секретируют трансформирующий фактор роста 1 - бета. Разработаны методы
биоинформационной роли СК в неопластическом очаге. Разработаны методы управления ключевыми функциями
изучения
опухолевых клеток. Доказано, что обработка ГСК фаскаплизином в количестве
0,005 мкм/л позволяет получить культуру клеток с модифицированным сигналом резко усиливающим противоопухолевую эффективность ГСК .Разработаны методы и проведено протеомное
картирование, инвентаризация, профилирование и биоинформационный анализ лизатов белков нейральных (CD 133+) стволовых клеток (НСК), выделенных из обонятельной выстилки носа
человека, мультипотентных мезенхиальных (CD29+, CD44+, CD73+, CD90+, СD34–) стромальных клеток (ММСК), полученных из костного мозга человека и опухолевых (CD133+) стволовых
клеток (ОСК) глиобластомы человека линии U87. Идентифицированы 1664 белка в изученных лизатах стволовых клеток (СК), из которых 1052 белка (63,2%) идентичны в НСК и ОСК и 607
белков (36,47%) подобны в ММСК и ОСК. Остальные белки в ОСК глиобластомы U87 являются онкоспецифичными или связанны с процессами канцерогенеза. Для белков, присутствующих во
всех трех протеомах, с помощью международных баз данных проведено аннотирование биологических процессов, молекулярных функций, клеточной локализации и сигнальных путей белков.
Выявили, что в глиомасферах глиобластомы линии U87 только 10 внутриклеточных путей сигнальной трансдукции (ВКПСТ) практически не изменены неопластическим процессом, но только 2 из
них (путь интегринов и путь фокальной адгезии) доступны для регуляторного воздействия на гены-кандидаты в ядре ОСК. Мембранные белки, неизменных канцерогенезом ВКПСТ и гены
экспрессирующие белки этих путей в ОСК глиобластомы линии U87 могут рассматриваться в качестве основных целей и мишеней для таргетного воздействия на ОСК. Изучены молекулярные
механизмы действия TGF-β1 на клетки U87 глиабластомы человека. Выявлены внутриклеточные сигнальные пути, ответственные за участие TGF-β в онкогенезе злокачественных глиом,
включающие: EMT, ECM-receptor interaction, regulation of actin cytoskeleton, spliceosome, DNA replication, adherens or tight junction, and focal adhesion, и установлены важные закономерности.
Обнаружены кандидатные маркеры метастазирования глиобластомы и потенциальные мишени для терапии этого заболевания. Созданы протеомные карты клеток линии МСА-7 рака молочной
железы и F-549 рака легкого человека.
Партнеры проекта
Индустриальный партнер проекта ООО Инновационный медицинский центр (г. Черкесск)
<14.575.21.0038>
<Номер постера>