Функциональная иммуномика драйверных онкогенных мутаций в высокодифференцированных опухолях щитовидной железы

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 16-15-10423

НазваниеФункциональная иммуномика драйверных онкогенных мутаций в высокодифференцированных опухолях щитовидной железы

Руководитель Шварц Антон Маркович, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук , г Москва

Конкурс №13 - Конкурс 2016 года на получение грантов по приоритетному направлению деятельности РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-108 - Иммунология

Ключевые слова Функциональная иммуномика, иммунопротеомика, клеточные системы с индуцируемой экспрессией онкогенов, аутоантитела, биомаркеры, опухоли щитовидной железы, диагностика рака

Код ГРНТИ76.03.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Репертуар антигенных специфичностей циркулирующих иммуноглобулинов G (IgG) человека содержит по меньшей мере несколько тысяч аутоантигенных специфичностей, т.е. антител к собственным белкам организма. Выраженные изменения «естественного» аутоантигенного репертуара могут происходить при аутоиммунных, воспалительных, онкологических и других заболеваниях. При этом появление «новых» специфичностей циркулирующих IgG либо динамическое изменение «естественных» (к примеру, выраженное повышение концентрации аутоантител определенной специфичности) может при достаточной частоте встречаемости в группе риска служить биомаркером наличия в организме того или иного заболевания. История систематического изучения аутоантигенного репертуара опухолей человека насчитывает около 20 лет. За это время при помощи широкого спектра методов было идентифицировано огромное количество кандидатных аутоантигенов, демонстрирующих приемлемые диагностические показатели в модельных ситуациях. В то же время, среди сотен кандидатных аутоантительных биомаркеров, не более 20 используются в рутинной клинической диагностике. Фактически, области рутинного применения подобных биомаркеров ограничиваются диагностикой достаточно редких паранеопластических аутоиммунных заболеваний и ассоциированных с ними опухолей. Нельзя также не упомянуть о недавно коммерциализованной системе ранней диагностики рака легких EarlyCDT-Lung, которая, впрочем, несмотря на многообещающие данные исследований и многочисленные положительные экспертные отзывы, пока не является одобренной и рекомендованной к использованию ни одной онкологической ассоциацией в мире. Наиболее вероятной причиной столь скромного успеха представляется то, что подавляющее большинство работ по идентификации «аутоантигенных сигнатур» опухолей человека несут чисто феноменологический характер, не затрагивая прямой причинно-следственной связи между процессом онкогенной трансформации и иммуногенностью идентифицированного аутоантигена. Это приводит к значительному обогащению выявленных сигнатур аутоантигенами, иммуногенность которых никак не связана с собственно опухолевой трансформацией, а является результатом различных неспецифических клеточных и тканевых процессов, сопровождающих рост опухоли. Очевидно также, что, демонстрируя порой весьма высокие показатели диагностической точности в модельных условиях (к примеру, в сравнении онкологических пациентов со здоровыми индивидами), диагностическая ценность подобных биомаркеров будет сильно скомпрометирована в реальных клинических ситуациях, в которых, как правило, речь идет о необходимости дискриминации онкологической и не-онкологической патологии на фоне множества сопутствующих заболеваний. Более функциональный подход к поиску аутоантительных биомаркеров может быть реализован при помощи клеточных систем с индуцируемой активацией конкретных онкогенов. В рамках представленного проекта мы планируем провести сравнительный иммунопротеомный анализ (серии 2D Вестерн-блот – анализов в сочетании с тандемной масс-спектральной идентификацией выявленных антигенных мишеней) в трех подобных системах на основе клеток фолликулярного эпителия щитовидной железы (ЩЖ) человека Nthy-ori 3-1, стабильно трансфецированных лентивирусными конструктами для индуцируемой активации основных драйверных онкогенных событий в дифференцированных опухолях ЩЖ – а именно точечных мутаций BRAFV600E, NRASQ61R и экспрессии химерного онкогена RET-PTC1, возникающего в результате хромосомной перестройки inv10(q11.2q21.2). В данной системе возможна реализация многоступенчатого алгоритма целенаправленной идентификации онкоген-индуцируемых мишеней циркулирующих аутоантител, а именно: (1) отбор только тех аутоантигенов, экспрессия которых является онкоген-индуцируемой; (2) исключение из рассмотрения иммунореактивных аутоантигенов, выявляемых сыворотками пациентов с нерелевантным мутационным статусом, либо сыворотками здоровых индивидов; (3) биоинформатический анализ релевантности выявленных аутоантигенов молекулярному патогенезу опухолей ЩЖ. В этом контексте дифференцированные опухоли ЩЖ являются удобной и интересной для изучения системой по целому ряду причин. Во-первых, основные драйверные мутации в данной группе опухолей достаточно хорошо изучены и обладают очень четкой ассоциацией с морфологическим и клиническим фенотипом опухолей, что облегчает ретроспективный поиск опухолей с нужным для исследования мутационным статусом при помощи морфологического прескрининга. Во-вторых, все основные онкогенные события в дифференцированных опухолях ЩЖ являются взаимоисключающими, что делает предложенный подход с индивидуальной активацией одного из онкогенов биологически релевантным. Далее, аутоиммунное поражение ЩЖ является крайне частой сопутствующей патологией как доброкачественных, так и злокачественных опухолей ЩЖ, а транслокации RET-PTC являются не только онкогенными, но и мощными провоспалительными стимулами, что в целом указывает на значительную роль иммунной системы в патогенезе опухолей ЩЖ. Вместе с тем, эндокринные опухоли в целом и опухоли ЩЖ в частности являются одними из наименее изученных с точки зрения аутоантигенного репертуара. Наконец, предоперационная дифференциальная диагностика доброкачественных и злокачественных опухолей ЩЖ часто затруднена или даже невозможна в силу слабо выраженной клеточной атипии, что делает задачу поиска биомаркеров для этой цели крайне актуальной задачей.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Демин Д.Э., Афанасьева М.А., Уварова А.Н., Прокофьева М.М., Горбачева А.М., Устюгова А.С. , Клепикова А.В., Путляева Л.В., Татосян К.А., Белоусов П.В., Шварц А.М. КОНСТИТУТИВНАЯ ЭКСПРЕССИЯ NRAS С ДРАЙВЕРНОЙ МУТАЦИЕЙ Q61R АКТИВИРУЕТ ПРОЦЕССЫ ЭПИТЕЛИАЛЬНО-МЕЗЕНХИМАЛЬНОГО ПЕРЕХОДА И ВЫЗЫВАЕТ СУЩЕСТВЕННОЕ ИЗМЕНЕНИЕ ТРАНСКРИПТОМА КЛЕТОК ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ NTHY-ORI 3-1 Журнал «Биохимия» (год публикации - 2019)

2. Белоусов П.В., Боголюбова А.В., Ефимова П.Р., Дёмин Д.Е., Абросимов А.Ю., Ланщаков К.В., Ванушко В.Е., Шварц А.М. Serum autoantibodies against tumor-associated antigen cyclin D1 represent a potential biomarker of malignancy in well-differentiated thyroid tumors Annals of Oncology, Volume 29, Issue suppl_6, 1 September 2018, mdy318.021 (год публикации - 2018)
10.1093/annonc/mdy318.021

3. Уварова А.Н., Афанасьева М.А., Путляева Л.В., Абросимов А.Ю., Сидорин А.В., Шварц А.М., Купраш Д.В., Белоусов П.В. Autoantigens produced by transformed thyroid cells expressing frequent oncogenic proteins FEBS OPEN BIO, 2018, Том 8, Страницы 465-465 (год публикации - 2018)

4. Белоусов П.В., Бобровская Я.И., Боголюбова А.В., Сазыкин А.Ю., Шебзухов Ю.В., Шварц А.М., Ланщаков К.В., Ванушко В.Э., Купраш Д.В., Недоспасов С.А., Абросимов А.Ю Выявление аутоантител, распознающих раково-сетчаточный антиген рековерин, в крови пациентов с неинвазивными фолликулярными опухолями щитовидной железы с ядрами папиллярного типа (NIFTP) Журнал «Медицинская иммунология» (год публикации - 2019)

5. Боголюбова А.В., Абросимов А.Ю., Селиванова Л.С., Белоусов П.В. Гистологическая и молекулярно-генетическая характеристика клинически агрессивных вариантов папиллярного рака щитовидной железы Журнал "Архив патологии" (год публикации - 2019)

6. Белоусов П.В.,Афанасьева М.А.,Губернаторова Е.О.,Боголюбова А.В., Уварова А.Н.,Устюгова А.Н., Прокофьева М.А., Ланщаков К.В., Ванушко В.Е., Зарецкий А.Р.,Северская Н.В.,Двинских Н.Ю., Абросимов А.Ю., Купраш Д.В., Шварц А.М. Multi-dimensional Immunoproteomics Coupled With In Vitro Recapitulation of Oncogenic NRASQ61R Identifies Diagnostically Relevant Autoantibody Biomarkers in Thyroid Neoplasia Cancer Letters (год публикации - 2019)

7. Боголюбова А.В., Губернаторова Е.О., Копылов А.Т., Путляева Л.В., Устюгова А.Н., Татосян К.А., Егорова Т.В., Ланщаков К.В., Ванушко В.Е., Северская Н.В., Двинских Н.Ю., Шварц А.М., Купраш Д.В., Недоспасов С.А., Абросимов А.Ю., Белоусов П.В. 17β-Hydroxysteroid Dehydrogenase 10 Autoantibody is a Potential Biomarker of Malignancy in Thyroid Neoplasia JOURNAL OF CLINICAL ENDOCRINOLOGY & METABOLISM (год публикации - 2019)

8. Боголюбова А.В., Майоров А.Ю., Мишина Е.Е., Шварц А.М., Белоусов П.В. Farnesoid X receptor (FXR) as a potential therapeutic target in nonalcoholic fatty liver disease and associated syndromes. Diabetes Mellitus (год публикации - 2018)

9. Афанасьева М.А., Устюгова А.С., Голышев С.А., Копылов А.Т., Боголюбова А.В., Дёмин Д.Э., Белоусов П.В., Шварц А.М. Isolation of large amounts of highly pure mitochondria for «omics» studies Biochemistry (Moscow) (год публикации - 2018)
10.1134/S0006297918010108

10. Боголюбова А.В., Белоусов П.В. Inflammatory immune infiltration in human tumors: Role in pathogenesis and prognostic and diagnostic value Biochemistry (Moscow), 81(11):1261-1273 (год публикации - 2016)
10.1134/S0006297916110043

11. Демин Д. Э., Боголюбова А. В., Зленко Д. В., Уварова А. Н., Дейкин А. В., Путляева Л. В., Белоусов П. В., Митькин Н. А., Корнеев К. В., Свиряева Е. Н., Кулаковский И. В., Татосян К. А., Купраш Д. В., Шварц А. М. NOVEL SHORT ISOFORM OF SECURIN STIMULATES THE EXPRESSION OF CYCLIN D3 AND ANGIOGENESIS FACTORS VEGFA AND FGF2, BUT DOES NOT AFFECT THE EXPRESSION OF MYC TRANSCRIPTION FACTOR Molecular Biology (год публикации - 2018)

Публикации