<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>