Механизмы клеточной смерти при фотодинамической терапии нейроонкологических заболеваний

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 18-15-00279

НазваниеМеханизмы клеточной смерти при фотодинамической терапии нейроонкологических заболеваний

Руководитель Крысько Дмитрий Вадимович, Доктор медицинских наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" , Нижегородская обл

Конкурс №28 - Конкурс 2018 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-106 - Нейробиология

Ключевые слова клеточная смерть, апоптоз, некроз, некроптоз, ферроптоз, фотодинамическая терапия, нейроонкология

Код ГРНТИ34.17.09

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Опухоли мозга стоят на втором месте по частоте среди причин смертности от злокачественных новообразований у людей в возрасте до 35 лет, также это один из наиболее распространенных типов злокачественных новообразований детского возраста. Наиболее часто встречающийся тип опухолей головного мозга это глиомы, которые характеризуются инвазивным ростом, способностью к быстрой пролиферации (Cohen and Colman, 2015), что значительно затрудняет проведение эффективной терапии (Chen et al., 2016). Прогноз для пациентов со злокачественной глиомой остается крайне неблагоприятным даже с применением современных методов лечения таких как хирургическое удаление опухоли, применение химиотерапии и иммунотерапии (Owonikoko et al., 2014) Разработка новых методов лечения могла бы значительно улучшить эффективность терапии как глиомы мозга так и других злокачественных новообразований. В последние годы опубликованы результаты ряда экспериментальных и первых клинических исследований, которые показывают высокую эффективность фотодинамической терапии с использованием фотосенсибилизаторов при лечении опухолей головного мозга (Muragaki et al., 2013). В современной литературе описаны данные, что для успеха лечения большое значение имеет то, какой именно тип клеточной гибели индуцирует данный вид фотодинамической терапии(Garg et al., 2012; Garg et al., 2016b). В настоящее время считается, что раковые клетки могут умирать в ответ на противоопухолевую терапию путем регулируемых программ клеточной смерти (апоптоз, некроптоз) (Krysko et al., 2017), которые могут либо подавлять, либо усиливать их иммуногенныйответ(Garg et al., 2016a). Было показано, что индукция иммуногенной клеточной смерти (ICD) не только убивает раковые клетки, но и приводит к активации противоопухолевого иммунитета через сигнальный механизм опасности, вызванный активацией молекулярных паттернов, ассоциированных с повреждением (DAMP). Таким образом клетки умирающие путемиммуногенной клеточной смерти (ICD), выступают как адъюванты, активируя иммунную систему, которая в свою очередь генерирует специфический противоопухолевый Т-клеточный иммунный ответ (Galluzzi et al., 2017; Krysko et al., 2012). Таким образом, при разработке новых стратегий терапии чрезвычайно важно выбирать такие методы и режимы воздействия на опухоль, которые направляли бы гибель клеток по иммуногенному пути, что позволяло бы достигать наиболее полного уничтожения опухолевых клеток. В данном проекте предлагается применить принципиально новый подход и изучить способность фотосенсибилизаторов индуцировать иммуногенную клеточную смерть в клетках глиомы invitro и на мышиных моделях invivo. В качестве фотосенсибилизаторов будут использованы как соединения широко используемые в России (препараты Фотодитазин, Фотосенс) так и новые фотосенсибилизаторы из группы тетра(арил)тетрацианопорфиразинов) разработанные в нашей лаборатории(Galluzzi et al., 2017; Krysko et al., 2012), что позволит нашему коллективу быть в уникальной передовой позиции в этих исследованиях и опубликовать наши результаты в престижных международных рецензируемых журналах. Chen, R., A.L. Cohen, and H. Colman. 2016. Targeted Therapeutics in Patients With High-Grade Gliomas: Past, Present, and Future. Curr Treat Options Oncol. 17:42. Cohen, A.L., and H. Colman. 2015. Glioma biology and molecular markers. Cancer Treat Res. 163:15-30. Galluzzi, L., A. Buque, O. Kepp, L. Zitvogel, and G. Kroemer. 2017. Immunogenic cell death in cancer and infectious disease. Nat Rev Immunol. 17:97-111. Garg, A.D., D.V. Krysko, P. Vandenabeele, and P. Agostinis. 2012. The emergence of phox-ER stress induced immunogenic apoptosis. Oncoimmunology. 1:786-788. Garg, A.D., E. Romano, N. Rufo, and P. Agostinis. 2016a. Immunogenic versus tolerogenic phagocytosis during anticancer therapy: mechanisms and clinical translation. Cell death and differentiation. 23:938-951. Garg, A.D., L. Vandenberk, C. Koks, T. Verschuere, L. Boon, S.W. Van Gool, and P. Agostinis. 2016b. Dendritic cell vaccines based on immunogenic cell death elicit danger signals and T cell-driven rejection of high-grade glioma. Science translational medicine. 8:328ra327. Krysko, D.V., A.D. Garg, A. Kaczmarek, O. Krysko, P. Agostinis, and P. Vandenabeele. 2012. Immunogenic cell death and DAMPs in cancer therapy. Nature reviews. Cancer. 12:860-875. Krysko, O., T.L. Aaes, V.E. Kagan, K. D'Herde, C. Bachert, L. Leybaert, P. Vandenabeele, and D.V. Krysko. 2017. Necroptotic cell death in anti-cancer therapy. Immunol Rev. 280:207-219. Muragaki, Y., T. Maruyama, H. Iseki, J. Akimoto, S. Ikuta, M. Nitta, K. Maebayashi, T. Saito, Y. Okada, S. Kaneko, A. Matsumura, T. Kuroiwa, K. Karasawa, Y. Nakazato, and T. Kayama. 2013. Phase Ii Clinical Study on Intraoperative Photodynamic Therapy with Talaporfin Sodium and Semiconductor Laser in Patients with Malignant Brain Tumors. Neuro-Oncology. 15:79-80. Owonikoko, T.K., J. Arbiser, A. Zelnak, H.K. Shu, H. Shim, A.M. Robin, S.N. Kalkanis, T.G. Whitsett, B. Salhia, N.L. Tran, T. Ryken, M.K. Moore, K.M. Egan, and J.J. Olson. 2014. Current approaches to the treatment of metastatic brain tumours. Nat Rev Clin Oncol. 11:203-222.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Мищенко Т.А., Митрошина Е.В., Балалаева И.В., Крысько О.А., Ведунова М.В., Крысько Д.В. An emerging role for nanomaterials in increasing immunogenicity of cancer cell death BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-REVIEWS ON CANCER, 1871 (2019). P. 99–108 (год публикации - 2018)
10.1016/j.bbcan.2018.11.004

2. Мищенко Т.А., Турубанова В.Д., Митрошина Е.В., Альзеибак Р., Пескова Н.Н., Лермонтова С.А., Клапшина Л.Г., Балалаева И.В., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Effect of novel porphyrazine photosensitizers on normal and tumor brain cells Journal of Biophotonics, 2019; e201960077 (год публикации - 2019)
10.1002/jbio.201960077

3. Мищенко Т.А., Турубанова В.Д., Альзеибак Р., Пескова Н.Н., Балалаева И.В., Митрошина Е.В., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Features of glioma cell death under photodynamic treatment with different types of photosensitizers Материалы международной конференции «7th OncoPoint Symposium», C. 59 (год публикации - 2019)

4. Турубанова В.Д., Ефимова Ю., Мищенко Т.А., Балалаева И.В., Митрошина Е.В., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Induction of immunogenic cell death in glioma by photodynamic therapy Материалы международной конференции «7th OncoPoint Symposium», С. 64 (год публикации - 2019)

5. Крысько Д.В. Immunogenicity of cancer cell death – a new approach in cancer therapy Тезисы докладов 72-й Всероссийской с международным участием школы-конференции молодых ученых «Биосистемы: организация, поведение, управление»., С. 9 (год публикации - 2019)

6. Альзеибак Р., Пескова Н.Н., Турубанова В.Д., Мищенко Т.А., Митрошина Е.В., Ведунова М.В., Крысько Д.В., Балалаева И.В. Фотоиндуцированная гибель клеток глиомы при использовании ряда фотосенсибилизирующих соединений Тезисы докладов 72-й Всероссийской с международным участием школы-конференции молодых ученых «Биосистемы: организация, поведение, управление», С. 25 (год публикации - 2019)

7. Турубанова В.Д, Ефимова Ю.В., Мищенко Т.А., Балалаева И.В., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Индуцируемые фотодинамической терапией иммуногенные пути контролируемой смерти клеток при нейроонкологических заболеваниях Тезисы докладов 72-й Всероссийской с международным участием школы-конференции молодых ученых «Биосистемы: организация, поведение, управление», С. 226 (год публикации - 2019)

8. Турубанова В.Д., Ефимова Ю.В., Мищенко Т.А., Балалаева И.В., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Иммуногенные пути контролируемой смерти клеток при терапии нейроонкологических заболеваний Материалы XV международного междисциплинарного конгресса «Нейронаука для медицины и психологии», C.415 (год публикации - 2019)
10.29003/m584.sudak.ns2019-15/415

9. Альзеибак Р., Пескова Н.Н., Турубанова В.Д., Мищенко Т.А., Митрошина Е.В., Ведунова М.В., Балалаева И.В., Крысько Д.В. Cравнительный анализ гибели клеток глиомы при фотодинамическом воздействии с фотосенсибилизаторами разной природы Сборник тезисов 23-ой Международной Пущинской школы-конференции молодых ученых «БИОЛОГИЯ - НАУКА XXI ВЕКА», С.395-396 (год публикации - 2019)

10. Турубанова В.Д., Ефимова Ю.В., Мищенко Т.А., Балалаева И.В., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Индуцируемые фотодинамическим воздействием иммуногенные пути клеточной гибели при нейроонкологических заболеваниях Сборник научных трудов VI съезда биофизиков России, Т.2, С. 81-82 (год публикации - 2019)
10.31429/SbR6.2019.001

11. Мищенко Т.А., Митрошина Е.В., Турубанова В.Д., Альзеибак Р., Балалаева И.В., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Сравнительный анализ действия фотосенсибилизаторов фотосенс, фотодитазин и гиперицин на клетки глиомы и первичные нейрональные культуры in vitro Современные технологии в медицине, Т. 11. №4. С. 52-63 (год публикации - 2019)
10.17691/stm2019.11.4.06

12. Турубанова В.Д., Балалаева И.В., Мищенко Т.А., Катанзаро Е., Альзеибак Р., Пескова Н.Н., Ефимова Ю.В., Бахерт К., Митрошина Е.В., Крысько О., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Immunogenic cell death induced by a new photodynamic therapy based on photosens and photodithazine Journal for ImmunoTherapy of Cancer (год публикации - 2019)

13. Ефимова Ю.В., Катанзаро Е., Ван дер Меерен Л., Турубанова В.Д., Хаммад Х., Мищенко Т.А., Ведунова М.В., Фимогнари К., Бахерт К., Коппитерс Ф., Лефевер С., Скиртач А.Г., Крысько О., Крысько Д.В. Vaccination with early ferroptotic cancer cells induces efficient antitumor immunity Journal for ImmunoTherapy of Cancer, 8:e001369 (год публикации - 2020)
10.1136/jitc-2020-001369

14. Турубанова В.Д., Балалаева И.В., Альзеибак Р., Пескова Н.Н., Митрошина Е.В., Мищенко Т.А., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Индуцируемые фотодинамической терапией иммуногенные пути клеточной гибели опухолевых клеток Тезисы докладов XXI Зимней молодежной школы ПИЯФ по биофизике и молекулярной биологии, С. 214-215 (год публикации - 2020)

15. Мищенко Т.А., Турубанова В.Д., Балалева И.В., Ефимова Ю.В., Пескова Н.Н., Клапшина Л.Г., Лермонтова С.А., Бахерт К., Крысько О.А., Крысько Д.В. New photosensitizers from tetra(aryl)tetracyanoporphyrazines group can induce immunogenic cell death Материалы международной конференции «14th digital World Immune Regulation Meeting» (WIRM 2020), P.61. Abstract no P.64. (год публикации - 2020)

16. Турубанова В.Д., Ефимова Ю.В., Балалаева И.В., Мищенко Т.А., Савюк М.О., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Индуцируемые фотодинамической терапией с применением порфиразинов иммуногенные пути гибели опухолевых клеток головного мозга Материалы XVI международного междисциплинарного конгресса «Нейронаука для медицины и психологии», С. 464-465 (год публикации - 2020)
10.29003/m1291.sudak.ns2020-16/464-465

17. Турубанова В.Д., Ефимова Ю.В., Балалаева И.В., Мищенко Т.А., Савюк М.О., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Иммуногенные пути гибели опухолевых клеток, индуцируемые фотодинамической терапией с применением новых фотоагентов на основе порфиразинов Сборник тезисов VII Международной конференции молодых ученых: биофизиков, биотехнологов, молекулярных биологов и вирусологов, С. 574-576 (год публикации - 2020)

18. Альзеибак Р., Пескова Н.Н., Горохова А.А., Турубанова В.Д., Мищенко Т.А., Ведунова М.В., Крысько Д.В., Балалаева И.В. Сравнительный анализ гибели опухолевых клеток разного происхождения при фотодинамическом воздействии фотосенса и фотодитазина Тезисы докладов 73-ей Всероссийской с международным участием школы-конференции молодых ученых «Биосистемы: организация, поведение, управление», C. 15 (год публикации - 2020)

19. Турубанова В.Д., Ефимова Ю.В., Савюк М.О., Балалаева И.В., Мищенко Т.А., Митрошина Е.В., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Фотодинамически-индуцируемая иммуногенная клеточная смерть опухолевых клеток, основанная на новых фотосенсибилизаторах из группы тетра(арил)тетрацианопорфиразинов Тезисы докладов 73-ей Всероссийской с международным участием школы-конференции молодых ученых «Биосистемы: организация, поведение, управление», С. 209 (год публикации - 2020)

20. Турубанова В.Д., Ефимова Ю.В., Балалаева И.В., Мищенко Т.А., Савюк М.О., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Иммуногенные пути смерти опухолевых клеток при воздействии новых фотосенсибилизирующих агентов Сборник тезисов VII Всероссийского молодежного научного форума с международным участием Open Science 2020, C. 101 (год публикации - 2020)

21. Альзеибак Р., Мищенко Т.А., Шилягина Н.Ю., Балалаева И.В., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Targeting immunogenic cancer cell death by photodynamic therapy: past, present and future Journal for ImmunoTherapy of Cancer (год публикации - 2020)
10.1136/jitc-2020-001926

Публикации