Новые мышиные и клеточные модели с геномными модификациями компонентов врожденного иммунитета, в том числе иммунологических чекпойнтов, для изучения роли миелоидных клеток в индивидуальном ответе на иммунотерапию

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 19-14-00341

НазваниеНовые мышиные и клеточные модели с геномными модификациями компонентов врожденного иммунитета, в том числе иммунологических чекпойнтов, для изучения роли миелоидных клеток в индивидуальном ответе на иммунотерапию

Руководитель Купраш Дмитрий Владимирович, Доктор биологических наук

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

Конкурс №35 - Конкурс 2019 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-210 - Молекулярная генетика

Ключевые слова врожденный иммунитет, костимуляция, иммунотерапия рака, цитокины, воспаление

Код ГРНТИ34.15.33

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Взрывной интерес к иммунотерапии рака оправдан впечатляющими успехами в этой области, однако многие аспекты биологи молекул, являющихся перспективными мишенями иммунотерапии, остаются недостаточно изученными. К таким молекулам относится TIM-3 (T cell immunoglobulin and mucin domain-3) - член суперсемейства иммуноглобулинов, который экспрессируется на полностью дифференцированных Т-лимфоцитах, а также на клетках миелоидного ряда дифференцировки и клетках некоторых опухолей. TIM-3 необходим для предотвращения аутоиммунных реакций в норме, и часто экспрессируется на CD4 T-хелперах и на CD8 Т-киллерах, инфильтрирующих злокачественные опухоли. На этих клетках TIM-3 часто обнаруживается совместно с PD-1, на настоящий момент наиболее успешной мишенью иммунотерапии рака. Таким образом, TIM-3, как и PD-1, относится к так называемым "иммунологическим чекпойнтам", а совместная блокировка TIM-3 и PD-1 представляется весьма привлекательной стратегией лечения рака, которая сейчас активно исследуется. Однако, помимо Т-лимфоцитов, TIM-3 также экспрессируется на клетках миелоидного происхождения - моноцитах, макрофагах и дендритных клетках, и его биологическая роль в этом отделе иммунной системы изучена недостаточно. Более того, согласно последним данным, встречающиеся в человеческой популяции мутантные формы TIM-3 приводят к развитию хронического воспаления, которое несет собственные онкогенные риски и указывает на возможные побочные последствия анти-TIM-3 терапии, связанные именно с миелоидными клетками. Для изучения этого аспекта биологии TIM-3 мы планируем сконструировать так называемую "флоксированную" линию мышей для кондиционной инактивации гена Havcr2 (hepatitis A virus cellular receptor 2), кодирующего TIM-3, при помощи технологии LoxP/Cre. Сайты рекомбинации LoxP будут вводиться в геном мыши при помощи системы редактирования CRISPR/Cas9, а инактивация гена Havcr2 в миелоидных клетках будет обеспечиваться скрещиванием с трансгенными мышами, экспрессирующими рекомбиназу Cre под контролем конститутивно активного в миелоидных клетках промотора гена макрофагального лизоцима (MLys1), или c использованием тамоксифен-индуцируемого промотора гена хемокинового рецептора CX3CR1. Мыши с кондиционным нокаутом гена Havcr2 в миелоидных клетках, как и вообще "флоксированный" аллель Havcr2, будут получены впервые, и позволят изучить ранее не исследованные свойства TIM-3 на миелоидных клетках. В частности, будут охарактеризованы фенотипические проявления этих мышей в нескольких из предложенных релевантных экспериментальных моделей системного воспаления: индуцированная липополисахаридом (ЛПС) и D-Галактозамином острая гепатотоксичность, прямая модель ЛПС-токсичности, индуцированный конканавалином А гепатит, модель внутрибрюшинного заражения мышей с помощью Listeria monocytogenes, экспериментальный полимикробный сепсис, а также экспериментальный колит, индуцированный декстрансульфатом натрия. Также на этих мышах будет изучена динамика развития перевиваемой меланомы B16-F10. Параллельно с получением, скрещиванием и разведением мышей с инактивацией гена Havcr2 в миелоидных клетках, будет проводиться работа по функциональному анализу индивидуальных аллелей генов человека на клеточных моделях, с акцентом на медиаторы миелоидных клеток, участвующих в воспалительных реакциях, к которым помимо TIM-3 также относятся рецепторы врожденного иммунитета, костимуляторные молекулы и провоспалительные цитокины. Наш опыт изучения однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), ассоциированных с аутоиммунными заболеваниями, показывает, что современного уровня знаний в области функциональной генетики человека в большинстве случаев недостаточно для однозначного предсказания эффектов генетических вариаций in silico, но достаточно для составления коротких списков кандидатных вариантов, которые затем могут быть экспериментально исследованы в клеточных культурах релевантного происхождения.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Корнеев К.В., Свиряева Е.Н., Митькин Н.А., Горбачева А.М., Уварова А.Н., Устюгова А.С., Поляновский О.Л., Кулаковский И.В., Афанасьева М.А., Шварц А.М., Купраш Д.В. Minor C allele of the SNP rs7873784 associated with rheumatoid arthritis and type-2 diabetes mellitus binds PU.1 and enhances TLR4 expression Biochimica et Biophysica Acta - Molecular Basis of Disease, 165626 (год публикации - 2019)
10.1016/j.bbadis.2019.165626

2. Корнеев К.В., Свиряева Е.Н., Митькин Н.А., Поляновский О.Л., Шварц А.М., Купраш Д.В. Effects of genetic variations in the downstream regulatory region of human TLR4 gene on transcription in monocytes and B cells FEBS OPEN BIO, 9, 100-100 (год публикации - 2019)
10.1002/2211-5463.12675

3. Корнеев К.В., Устюгова А.С., Митькин Н.А., Уварова А.Н., Дёмин Д.Э., Калмыков В.А., Коршунова Д.С., Силаева Ю.Ю., Шварц А.М., Афанасьева А.А., Дейкин А.В., Купраш Д.В. Use of CRISPR/Cas9 gene targeting to conditionally inactivate immunological checkpoint Tim-3 in mice FEBS OPEN BIO, Том 11, приложение 1, страница 282 (год публикации - 2021)
10.1002/2211-5463.13205

4. Горбачева А.М., Уварова А.Н., Устюгова А.С., Батрахайя А., Корнеев К.В., Купраш Д.В., Митькин Н.А. EGR1 and RXRA transcription factors link TGF‑β pathway and CCL2 expression in triple negative breast cancer cells Scientific reports, Том. 11, номер 1, страницы 1-13. (год публикации - 2021)
10.1038/s41598-021-93561-6

5. Уварова А.Н., Митькин Н.А., Корнеев К.В., Демин Д.Э., Устюгова А.С, Купраш Д.В., Шварц А.М. Molecular mechanisms underlying the regulation of HAVCR2 expression in myeloid cells FEBS OPEN BIO, Том 11, приложение 1, страница 108 (год публикации - 2021)
10.1002/2211-5463.13205

6. Устюгова А.С., Купраш Д.В., Афанасьева М.А. Genome editing confirms functionality of autoimmunity‐associated intergenic polymorphism rs12946510 in a T‐helper cell line European Journal of Immunology, Том 51, приложение S1, страница 239 (год публикации - 2021)
10.1002/eji.202170200

7. Уварова А.Н., Стасевич Е.М., Мурашко М.М., Устюгова А.С., Митькин Н.А., Корнеев К.В., Купраш Д.В., Кулаковский И.В., Шварц А.М. CXCR6 expression depends on the genetic polymorphisms in the 3p21.31 locus enhancer region in CD4+ T cells European Journal of Immunology, Том 51, приложение S1, страница 234 (год публикации - 2021)
10.1002/eji.202170200

8. Уварова А.Н., Устюгова А.С., Митькин Н.А., Шварц А.М., Корнеев К.В., Купраш Д. В. МИНОРНЫЙ T-АЛЛЕЛЬ ОДНОНУКЛЕОТИДНОГО ПОЛИМОРФИЗМА rs13360222 СНИЖАЕТ АКТИВНОСТЬ ЭНХАНСЕРА ГЕНА HAVCR2 В КЛЕТОЧНОЙ МОДЕЛИ МАКРОФАГОВ ЧЕЛОВЕКА МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ, Том 56, № 1, стр. 126–134 (год публикации - 2022)
10.31857/S0026898422010116

Публикации