Регистрация / Вход
Прислать материал

«Молекулярные механизмы метастазирования опухолей
и новые способы их ингибирования»

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
15.06.2009 - 30.09.2009
1. Выбрано и обосновано принятое направление исследований для выяснения молекулярных механизмов ключевых этапов метастатического процесса, поиска новых молекулярных маркеров для их мониторинга и разработки новых способов ингибирования метастазирования опухолей.
2. Разработан комплекс современных методов генной инженерии, молекулярной и клеточной биологии, экспериментальной онкологии для проведения исследований по идентификации молекулярных механизмов, определяющих инвазию и метастазирование опухолей, молекулярных факторов, обеспечивающих взаимодействия опухолевых клеток с их микроокружением и с клетками отдаленных органов.
3. Разработаны модельные системы для изучения механизмов метастазирования:
• Получена новая панель трансформированных линий эмбриональных фибробластов сирийского хомяка с различным метастатическим потенциалом, модулируемым путем трансфекции генно-инженерных конструкций, содержащих активированные и мутантные гены RalA/B, Arf 6, crabp1, Cav-1. В данной системе линий проводится исследование клеточных характеристик, ассоциированных с метастазированием. Созданы наборы линий эпителиальных клеток IAR, трансформированных мутантным онкогеном N-Ras и диметилнитрозамином для изучения этапов морфологической трансформации, эпителиально-мезенхимального перехода, миграционной активности. В качестве модели для изучения клеточной миграции при трансформации были исследованы нормальные и трансформированные вирусом SV40 эмбриональные легочные человеческие фибробласты MRC-5.
• Получены линии дедифференцированных культур клеток гепатоцеллюлярной карциномы и протоковой аденокарциномы поджелудочной железы, экзогенно экспрессирующие различные варианты изоформ HNF4. Уровни экспрессии и внутриклеточная локализация изоформ HNF4 в полученных линиях верифицированы методами иммунофлуоресцентного окрашивания и полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией. Полученные экспериментальные модели станут основой для исследования роли нарушения функции тканеспецифического транскрипционного регулятора HNF4 в метастазировании эпителиальных опухолей.
• Создан набор новых лентивирусных векторов, позволяющих эффективно подавлять синтез цитокина VEGF-C (Vascular Endothelial Growth Factor C) в опухолевых клетках, что позволит в дальнейшем проверить гипотезу о важной роли данного цитокина в лимфогенном метастазировании раковых опухолей и изучить перспективность использования этой молекулы в качестве новой мишени для таргетной терапии онкологических заболеваний. Созданы новые лентивирусные конструкции, дающие возможность оценивать транскрипционную активность в клетках новообразований белков семейства Notch, обеспечивающих преобразование межклеточных взаимодействий в генетические программы, регулирующие миграцию и дифференцировку клеток. Это должно позволить изучить в дальнейшем роль изменений Notch-сигнализации в неопластических и стромальных клетках опухолей в реализации ряда ключевых этапов метастатического процесса.
• Разработана комплексная методология профилирования протеома и метаболома клеточных линий с различной метастатической активностью, тканей и плазмы крови онкологических больных.
Развернуть
2
01.10.2009 - 10.12.2009
1. Апробирована новая методология поиска маркеров метастазирования при раке легкого - профилирование низкомолекулярных протеомов (1-20 кДа) плазмы крови. Обнаружены пептиды/протеины, которые могут в перспективе использоваться для выявления метастазов при ПКРЛ.
2. Впервые описаны изменения характера миграции клеток, находящихся на разных стадиях неопластической морфологической трансформации и/или отличающихся степенью проявления ЭМП. У трансформированных эпителиоцитов, находящихся на ранних этапах ЭМП, описано снижение межклеточной адгезии и появление миграционной активности. Выявлены изменения миграционных характеристик у SV40-трансформированных фибробластов по сравнению с нетрансформированными предшественниками.
3. В низко и высоко метастатических клеточных линиях фибробластов исследована экспрессия матриксных металлопротеаз ММР2, ММР9 и урокиназа-подобного активатора плазминогена.
4. Получены новые сублинии нормальных и опухолевых клеток различного происхождения с подавленным синтезом VEGF-C или с NOTCH-репортером для анализа роли изменений VEGF-C- и/или NOTCH-сигнализаций в метастазировании.
5. В клинических образцах гепатоцеллюлярной карциномы и протоковой аденокарциномы поджелудочной железы и образцах окружающей их неопухолевой ткани впервые описано нарушение экспрессии двух групп изоформ важного регулятора дифференцировки этих типов тканей HNF4.
Развернуть
3
01.01.2010 - 30.06.2010
В соответствии с заявленным календарным планом проведены все запланированные работы по анализу влияния потенциальных эффекторов метастазирования на биологические свойства опухолевых клеток in vitro для исследования механизмов метастазирования и новых способов их ингибирования. Наиболее существенные результаты этих работ:
1. Показано, что ингибирование продукции VEGF-C тормозит размножение и миграционную активность клеток рака ободочной кишки и рака легкого человека в культурах in vitro, замедляет рост их ксенографтов в бестимусных мышах и значительно уменьшает образование лимфатических сосудов (лимфангиогенез) в опухолевых тканях. В некоторых клеточных контекстах подавление синтеза VEGF-C ведет также к снижению гемангиогенной активности опухолевых клеток или их способности к васкулогенной мимикрии, обеспечивающей альтернативный путь кровоснабжения опухолей. Все это указывает на перспективность использования ингибиторов VEGF-C для замедления опухолевой прогрессии.
2. Обнаружены изменения в регуляции динамики актинового цитоскелета и формирования межклеточных адгезионных контактов малыми ГТФазами семейства Rho при неопластической трансформации эпителиальных клеток, которые приводят к усилению их миграционной активности и разрушению стабильной межклеточной адгезии. Образование высокодинамичных и нестабильных АК в трансформированных эпителиоцитах критически зависит от активности эффектора Rho, ROCK, и контрактильности актина-миозина.
3. Разработана, унифицирована и апробирована новая методология масс-спектрометрического анализа протеомов лизатов и кондиционированной среды линий опухолевых клеток человека для поиска маркеров метастазирования. Проведен анализ протеомных и секреторных профилей клеточных линий аденокарциномы рака легкого с различной способностью к метастазированию (A549 и H1299). Масс-спектрометрический анализ ЛОК идентифицировал 179 белков, из них 19 увеличивали, а 18 снижали уровни экспрессии в лизатах клеточной линии H1299 по сравнению с A549. Часть из этих протеинов участвуют в молекулярных механизмах метастазирования опухолей человека. Дополнительное исследование разных фракций секретома клеточной линии A549 выявило ряд белков, которые связаны с прогрессией опухолевого роста и резистентностью опухолей к терапии.
4. Предпринят комплексный анализ влияния экспрессии тканеспецифического фактора HNF4 на биологические свойства культур клеток гепатоцеллюлярной карциномы и протоковой аденокарциномы поджелудочной железы, определяющие их метастатический потенциал. При ре-экспрессии изоформы HNF4а1 в культуре дедифференцированной ГК мыши описано замедление пролиферации, снижение клоногенности, частичное восстановление эпителиальных свойств. Инактивация различных изоформ HNF4 в культуре дифференцированной гепатомы человека HepG2 с помощью экспрессии малых интерферирующих РНК приводит к ускорению скорости роста клеток, усилению подвижности и способности к инвазии, повышению их клоногенности. В дедифференцированных линиях протоковой аденокарциномы человека экзогенная экспрессия различных изоформ HNF4 не влияет на уровень пролиферации, повышает подвижность, однако снижает клоногенный потенциал и способствует частичной редифференцировке клеток.
5. Обнаружено, что различные мутантые формы белков Ral влияют на активность белков, ремоделирующих ВКМ (MMP1 и MMP9). RalA, в отличие от RalB, усиливает активность протеазы uPA, что опосредовано взаимодействием с RalBP1 и комплексом экзоциста. Отсутствие взаимодействия между Arf6 и PLD снижает подвижность клеток, но стимулирует их инвазивность в экспериментах in vitro, что коррелирует с увеличением протеолитической активности uPA
  Новизна применяемых решений.
Комплексный подход в создании и изучении модельных систем метастазирования, широкий набор современных методов генной инженерии, молекулярной и клеточной биологии, экспериментальной онкологии, кооперация с клиническими отделениями РОНЦ позволили участникам получить приоритетные фундаментальные результаты мирового уровня.
  Особенности исследования, разработки, метода или методологии проведения работы на отчетном этапе.
Третий этап НИР является ключевым для дальнейших исследований, так как на этом этапе было определено влияние потенциальных эффекторов метастазирования на биологические свойства опухолевых клеток in vitro, что впоследствии будет использовано для анализа молекулярных механизмов инвазии и метастазирования опухолей и разработки новых способов их ингибирования.
  На отчетном этапе охраноспособных объектов интеллектуальной собственности не получено. Защищено 2 кандидатских диссертации, опубликовано 6 статей в российских и международных журналах.
Развернуть
4
01.07.2010 - 10.12.2010
1. Установлено, что активность циркулирующих в кровяном русле протеаз, в частности желатиназная активность секретируемой ММР-9, может быть перспективным маркером прогрессии опухолевого процесса при немелкоклеточном раке легкого (НМРЛ).
2. Выявлены закономерные изменения протеомных карт метастазов в региональных лимфоузлах и легких от первичных опухолей, среди которых обращает внимание повышение экспрессии белка теплового шока HSP90, кальций-связывающего белка S100 A6, фактора элонгации трансляции 2 и др.
3. Анализ созданных культур мезенхимальных клеток человека, экспрессирующих Notch-репортер, позволил получить первые свидетельства участия Notch-сигнализации в активируемой раковыми клетками конверсии стромальных фибробластов в миофибробласты, обладающие способностью стимулировать опухолевую прогрессию.
4. Установлено, что трансформация эпителиоцитов IAR-2 мутантным онкогеном RAS или диметинитрозамином сопровождается изменением спектра экспрессируемых кадхеринов, появлением в клетках мезенхимального N-кадхерина.
Развернуть
5
01.01.2011 - 31.05.2011
1. Проведен сравнительный анализ экспрессии мРНК рафт-образующих белков, BIRC5, ММР и других в первичных опухолях, вторичных очагах и окружающих опухоли условно нормальных тканях при немелкоклеточном раке легкого.
2. Исследована динамика образования адгезионных и межклеточных контактов в реальном времени в подобранных клеточных системах.
3. Проведена оценка уровня секретируемых белков и пептидов в крови пациентов с различными типами неоплазий в динамике методами спектрального и иммуноферментного анализа.
4. Идентифицированы регуляторные механизмы, определяющие нарушение активности HNF4α в опухолевых клетках.
5. Разработана программа внедрения результатов НИР в образовательный процесс.
Развернуть
6
01.06.2011 - 15.10.2011
1. Исследована возможность ингибирования метастазирования опухолей печени и поджелудочной железы при восстановлении нормальной функции HNF4α на животных моделях.
2. Выработаны критерии оценки результатов молекулярных тестов в зависимости от клинических параметров опухолей и показателей общей и безрецидивной выживаемости пациентов.
3. Проведено обобщение результатов и подготовка публикаций.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2012 - 2013, 15 мес.
Бюджетные средства
6,74 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2007, 5 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Организация
ИБГ РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2014, 1 мес.
Бюджетные средства
10 млн
профинансировано
Тема
Разработка способа блокирования роста рака толстой кишки, основанного на ингибировании образования новых микрососудов в опухоли
Продолжительность работ
2008 - 2009, 17 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка клеточных маркеров для молекулярной характеристики васкуляризации злокачественных опухолей
Продолжительность работ
2007 - 2008, 16 мес.
Бюджетные средства
35,2 млн
Количество заявок
2
Тема
Изучение механизмов прогрессии опухолей и создание новых методов подавления роста опухолей и метастазов, в том числе, с помощью комбинаторной терапии.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка нового способа терапевтического воздействия на рост опухолей поджелудочной железы на основе направленного изменения клеток стромального микроокружения.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 17 мес.
Бюджетные средства
7,8 млн
Количество заявок
1
Тема
Получение новых наноразмерных борсодержащих макробициклических соединений для ингибирования протеазы ВИЧ.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1