Регистрация / Вход
Прислать материал

Создание терапевтических бифункциональных агентов на основе одноцепочечных антител для элиминации раковых стволовых клеток и предотвращения рецидивов опухолей

Докладчик: Фролова Елена Ивановна

Должность: заведущий Группой экспрессии белковых факторов роста и дифференцировки, Заведующий группой экспрессии белковых факторов роста

Цель проекта:
1. Испытание новых подходов, направленных на комплексное воздействие на популяцию раковых стволовых клеток, с целью разработки перспективного класса терапевтических препаратов, предотвращающих развитие рецидивов злокачественных новообразований. 2. Создание серии бифункциональных терапевтических агентов на основе нового перспективного класса одноцепочечных миниантител, обладающих повышенной специфичностью, биодоступностью, высокоэффективно и избирательно поражающих раковые стволовые клетки, оказывая при этом минимальное воздействие на нормальные клетки организма пациента, а также более дешевых в производстве, по сравнению с традиционными моноклональными антителами 3. Проведение доклинических испытаний полученных бифункциональных терапевтических агентов и подготовка их к дальнейшему введению в клиническую практику. 4. Получение новых сведений об особенностях метаболизма, локализации и развития лекарственной устойчивости раковых стволовых клеток, для разработки новых, еще более эффективных терапевтических подходов. 5. Разработка методических подходов, направленных на снижение смертности от онкопатологии, за счет предотвращения развития рецидивов злокачественных новообразований.

Основные планируемые результаты проекта:
Выполнение работ, составляющих предлагаемый проект, приведет к получению следующих результатов:
Будет проведена разработка и получение нового класса бифункциональных терапевтических средств на основе коротких фрагментов VHH-антител, нацеленных на избирательное уничтожение раковых стволовых клеток – популяции опухолевых клеток, отвечающих за возникновение рецидивов, отдаленных метастазов и развитие химио- и радиорезистентности опухоли после проведения традиционной терапии. За счет использования одновременного нацеливания на два поверхностных рецептора, чья экспрессия в сочетании характерна исключительно для РСК, будет достигнута высокая специфичность действия препарата, что приведет к возрастанию избирательности действия на РСК даже в условиях наличия в организме пацинта большой массы опухолевых клеток, экспрессирующих один из опухолевых маркеров. Использование поверхностных рецепторов РСК, чье блокирование или активация (в зависимости от рецептора) само по себе приводит к подавлению пролиферативной активности РСК, ее терминальной дифференцировке, апоптозу и (в случае анти-CD47-антител) активному уничтожению РСК средствами иммунной системы пациента, обеспечит высокое прямое противоопухолевое действие полученных препаратов. Созданные и протестированные биспецифичные противоопухолевые препараты будут предназначены для проведения адьювантной терапии после проведения резекции опухоли молочной железы или для проведения конкурентной терапии вместе с химио- или радиотерапевтическим лечением таких опухолей.
В ходе выполнения работ также будут получены новые данные о функционировании РСК опухолей молочной железы, их представленности в составе опухолевых культур, первичных опухолях в зависимости от типа (люминальный/базальноклеточый, гормонзависимый/гормоннезависимый), стадии и предыдущего лечения. Будут получены данные о туморогенности РСК, а в ходе сравнительного секвенирования транскриптомов РСК-плюс и РСК-минус фракций – данные о различиях в уровнях экспрессии генов, участвующих в опухолевом развитии.
При анализе данных о дифференциальной экспрессии генов будет проведен поиск новых перспективных маркеров РСК опухолей молочной железы, выявленные новые маркеры будут затем верифицированы на клиническом материале и оценены с точки зрения перспективности использования в качестве диагностических маркеров или перспективных мишеней противораковой терапии.
Полученные данные о биодоступности и эффективности действия бифункциональных противоопухолевых агентов на основе фрагментов одноцепочечных VHH-антител позволят на деле оценить степень перспективности их использования в клинической практике. Предполагается, что иммунологические препараты на их основе смогут со временем вытеснить традиционные моноклональные антитела за счет более высокой терапевтической пригодности и меньшей стоимости разработки и производства.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Основным результатом выполнения проекта с наибольшим потенциалом непостредственного практического использования является серия бифункциональных агентов, обладающих высокой специфичностью действия в отношении раковых стволовых клеток опухолей молочной железы. Такие бифункциональные агенты, после проведения необходимых доклинических и клинических испытаний, могут стать основой нового класса противораковых терапевтических средств, нацеленных на предотвращение развития рецидивов опухолей. Медицинское применение таких препаратов в сочетании с традиционными терапевтическими подходами позволит существенно улучшить средний прогноз пяти- и дестятилетней выживаемости пациентов, перенесших рак молочной железы, и, в конечном счете, снизить уровни смертности населения от одного из самых распространенных видов рака.
Полученные в ходе разработки терапевтических агентов данные о взаимодействии противораковых антител и раковых стволовых клеток, а также о влиянии анти-РСК терапии на метаболизм РСК позволят в дальнейшем определить и разработать новые подходы к протиопухолевой терапии, обладающие еще более высокой избирательностью и эффективностью. Результаты проекта – данные о представленности РСК в общей популяции клеток опухоли молочной железы в зависимости от типа опухоли, уровнях туморогенности РСК и степени их устойчивости к противораковой терапии могут послужить основой для разработки новых, более точных прогностических критериев течения того или иного подтипа рака молочной железы, оценки вероятности развития рецидива, необходимости проведения дополнительных раундов химиотерапии, и, в конечном счете, также внесут вклад в создание более эффективных терапевтических схем.
Полученные данные о дифференциальной экспрессии генов в РСК-плюс и РСК-минус субпопуляциях клеточных линий опухолей молочной железы позволят расширить знания об особенностях внутриопухолевой дифференцировки клеток, уязвимых местах определенных популяций раковых клеток, а также генетических механизмах, обеспечивающих поддержание стволовости РСК. Знания о таких механизмах могут впоследствии быть использованы для создания терапевтических подходов, нацеленных на РСК, в том числе с использованием малых молекул, а не только терапевтических антител. Представляется вероятным возможность использования этих знаний для создания препаратов, вызывающих избирательную терминальную дифференцировку РСК с последующим одоброкачествлением злокачественной опухоли и постепенным прекращением ее пролиферативной активности. Найденные в ходе исследования новые маркеры, характерные для РСК опухолей молочной железы могут быть в дальнейшем использованы для создания новых диагностических тестов, определяющих потенциальную устойчивость опухоли к терапии и прогноз течения заболевания. Найденные маркеры РСК также могут быть использованы для разработки новых, нацеленных на РСК терапевтических препаратов, обладающих высокой специфичностью действия и эффективностью.
Результаты, связанные с опытом использования фрагментов VHH-антител для проведения противораковой терапии могут быть в дальнейшем применены для создания новых терапевтических препаратов, основанных на антителах этого класса. Уникальные свойства, характерные для антител исключительно этого вида, могут привести к внедрению препаратов, основанных на антителах в таких областях терапии, где это ранее было невозможно ввиду особенностей структуры и свойств традиционных моноклональных антител.

Текущие результаты проекта:
Выполнен аналитический обзор информационных источников, проведены патентные исследования и сравнительная оценка эффективности возможных направлений исследований. Разработаны варианты возможных решений задач, проведен выбор и обоснование оптимального варианта решения задач. Разработан план создания адресных бифункциональных агентов с терапевтическим потенциалом, нацеленных на поверхностные рецепторы РСК CD44-CD47, CD44-Notch1, CD44-HER2, CD47-Notch1, CD47-HER2, Notch1-HER2 и вызывающие подавление роста РСК. Получены клеточные линии-продуценты антигенов CD44 и HER2/neu. Произведен синтез кодон-оптимизированных последовательностей антигенов для экспрессии в клеточной линии, получены экспрессионные конструкты, качество проверено секвенированием. Произведена препаративная очистка растворимых форм антигенов. Получены растворимые формы антигенов СD47, CD44, HER2/neu и Notch1 в количествах, достаточных для иммунизации животных. Проведена иммунизация альпак (семейство верблюжьих). Выполнена оценка соотношения обычных (VH+VL) и одноцепочечных (VHH) антител в крови альпак до проведения иммунизации.