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 19-15-00397

НазваниеИзучение механизмов возникновения резистентности к терапии на модели органоидных культур первичных опухолевых клеток

Руководитель Алексеев Борис Яковлевич, Доктор медицинских наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр радиологии" Министерства здравоохранения Российской Федерации , Калужская обл

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

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-401 - Молекулярная и клеточная медицина

Ключевые слова рак, резистентность к противоопухолевой терапии, in vitro модели, скрининг лекарственных препаратов, органоиды, ксенотрансплантаты первичных опухолевых культур, персонализированная терапия, 3D клеточные культуры, микрофлюидика, импедансная спектроскопия

Код ГРНТИ76.29.49

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
В настоящее время большинство пациентов со злокачественными новообразованиями получают эмпирическую терапию, основанную на противоопухолевых препаратах с цитотоксическим механизмом действия. Анализ ряда индивидуальных особенностей опухоли (в частности определение мутаций и уровней экспрессии отдельных генов) используется лишь в качестве вспомогательного диагностического инструмента при назначении таргетных препаратов. В некоторых случаях данный подход позволил существенно повысить эффективность лечения. Однако, результаты многочисленных исследований показали, что таргетные препараты, как правило, эффективны лишь в 40-60% случаев. Выбор индивидуальной схемы лечения может быть основан на тестировании химиотерапевтических препаратов на органотипических моделях, полученных из опухолевых клеток пациента. Существуют различные модели первичных опухолей, имеющие свои достоинства и ограничения («классическое» 2D культивирование, различные варианты 3D культивирования, культивирование эксплантов in vitro или в иммунодефицитных мышах). При этом использование органотипических 3D культур (органоидов) представляется наиболее перспективным, так как позволяет приблизить условия культивирования к физиологическим и отказаться от использования животных. Первичные культуры опухолевых клеток могут применяться не только для эмпирического индивидуального подбора химиотерапии, но и для фундаментальных исследований биологии рака. В частности, создание биобанков органоидов опухолевых клеток в перспективе позволит подробнее изучить молекулярно-генетические механизмы резистентности опухолей к терапии и найти способы ее преодоления. Несмотря на то, что разработка моделей для исследования эффективности лекарственных препаратов ведется более 30 лет, на сегодняшний день данный подход применяется только на стадии клинических исследований и не входит в рутинную клиническую практику. Одной из основных причин, препятствующих широкому распространению in vitro моделей опухолей, полученных из первичных клеток пациентов, является низкая эффективность получения клеточных культур из биопсийного материала. Для солидных опухолей, таких как рак молочной железы и рак простаты, клеточные модели опухолей, которые могут быть использованы для тестирования химиопрепаратов, удается получить только в 30-60% случаев. Успех во многом зависит от способа культивирования, в частности от подбора оптимального состава культуральной среды и внеклеточного матрикса. Другими немаловажными проблемами являются большая трудоемкость работ с первичными культурами клеток и стандартизация условий культивирования. Микрофлюидные технологии позволяют решить перечисленные выше проблемы. Применение микрофлюидных систем культивирования позволяет создать более оптимальные условия культивирования, в частности, за счет постоянного обновления питательной среды. При этом культивирование клеток происходит в автоматическом режиме с минимальным вмешательством человека. Добавление электрических сенсоров в микрофлюидные системы позволяет контролировать различные параметры культивирования. В частности, интеграция электродов для измерения импеданса в микрофлюидные чипы позволяет в режиме реального времени следить за ростом опухолевых клеток и оценивать эффективность химиотерапевтических препаратов. Таким образом, применение микрофлюидных систем для культивирования первичных опухолевых органоидов потенциально позволит повысить эффективность получения культур клеток из биопсийного материала, за счет создания более оптимальных условий культивирования, а также приведет к стандартизации процесса и снижению трудозатрат. В данном проекте планируется разработать автоматизированную микрофлюидную платформу для получения первичных органоидных культур солидных опухолей с последующей оценкой эффективности химиотерапевтических препаратов при помощи импедансной спектроскопии. Полученная платформа будет использована для изучения молекулярно-генетических механизмов резистентности к терапии рака. С ее помощью в ходе выполнения проекта будут получены устойчивые к терапии органоидные культуры опухолевых клеток. Изменения, происходящие на молекулярном уровне в клетках по мере приобретения резистентного фенотипа, будут изучены при помощи современных высокопроизводительных технологий. Ожидаемые результаты данного исследования будут иметь как фундаментальное значение для биологии рака, так и прикладное значение. В будущем они найдут свое применение в клинической практике и позволят снизить потери от ряда социально значимых онкологических заболеваний за счет индивидуальной оптимизации схемы лечения.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---