м6А-модификации РНК при хроническом гепатите В+D

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 22-75-10032

Названием6А-модификации РНК при хроническом гепатите В+D

Руководитель Костюшева Анастасия Павловна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет) , г Москва

Конкурс №71 - Конкурс 2022 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-231 - Инфекционные заболевания

Ключевые слова вирусные гепатиты, хронический гепатит B+D, м6А, эпитранскриптом, CRISPR/Cas, Mettl3, Mettl16, патогенез, инфекция

Код ГРНТИ76.29.50

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Инфекция вирусом гепатита D (ВГD) вызывает самое тяжелое и быстро прогрессирующее заболевание печени (хронический гепатит В+D). ВГD-инфекция диагностируется во всех основных возрастных когортах населения. Для нее характерна высокая (до 90%) частота хронизация и фульминантная форма течения заболевания. Более, чем у 70% пациентов с инфекцией ВГD в течение 5-10 лет развивается цирроз печени либо гепатоцеллюлярная карцинома (ГЦК). Инфицирование ВГD тесно связано с общей высокой смертностью, смертностью, связанной с заболеванием печени и с развитием ГЦК (Beguelin et al., J Hepatol. 2017). Цирроз печени при гепатите В+D развивается в 2-3 раза быстрее, чем при моноинфекции; риск ГЦК в 3-6 раз выше. Потребность в трансплантации печени среди больных дельта-инфекцией в 2 раза выше, чем среди больных хроническим гепатитом В, а пятилетняя выживаемость не превышает 50%. На сегодняшний день ни в клинической практике, ни на этапах разработки нет препаратов прямого противовирусного действия. Существуют два препарата: (1) одобренный для клинического применения препарат булевиртид, который препятствует развитию инфекционного процесса за счет блокады рецептора клетки и (2) находящийся на III фазе клинических исследований препарат лонафарниб, ингибирующий процесс пренилирования вирусного белка. Тем не менее, оба препарата имеют ограниченную эффективность действия. Фактически, пациенты с гепатитом В+D лишены вариантов эффективного этиотропного лечения. В рамках данного Проекта планируется изучение особенностей посттранскрипционных модификаций РНК у пациентов с гепатитом В+D. Самой распространенной пост-транскрипционной меткой РНК является N6-метиладенозин (м6А). Внесение м6А в РНК возможно только определенным мотивам DRACH (где А обозначает м6А метилированный аденозин, D обозначает A, G или U, R обозначает A или G, H - A, C или U). Потенциальные сайты м6А метилирования присутствуют в клеточных РНК и РНК вируса гепатита В (ВГВ) и ВГD. м6А модификации в различных позициях регулируют метаболизм РНК (стабильность, локализацию, трансляцию, сплайсинг и др.). Ранее была продемонстрирована важная роль м6А модификаций РНК в регуляции иммунного ответа, процессов онкотрансформации и прогрессии раковых заболеваний, репликации многочисленных вирусов. В ряде исследований выявлено участие м6А в регуляции обратной транскрипции и трансляции РНК ВГВ. На сегодняшний день полностью отсутствуют данные о возможности м6А метилирования различных форм РНК HDV: геномной, антигеномной и мРНК; также отсутствуют данные о влиянии ВГD на м6А метилирование транскриптов в инфицированных клетках человека, их роли в противовирусном ответе, патогенезе гепатита и развитии ГЦК; нет данных о влиянии ВГD-инфекции на м6А метилирование РНК ВГВ; не известно, как м6А метилирование в канонических и десятках вероятных, неканонических сайтах, может влиять на свойства РНК ВГВ и ВГD. Определение особенностей м6А метилирования при инфекции ВГВ+ВГD с фундаментальной точки зрения позволит (1) определить возможность м6А-метилирования ВГD; (2) изучить влияние м6А на репликацию ВГD; (3) определить влияние ВГD на м6А метилирование ВГВ (известно, что ВГD подавляет репликацию ВГВ); (4) изучить возможную роль м6А в персистенции вирусной инфекции; (5) определить механизмы индукции воспалительного ответа при ВГD-инфекции на уровне эпитранскриптома и, наконец, (6) изучить механизмы онкотрансформации и развития ГЦК при ВГD-инфекции на уровне эпитранскриптома. С прикладной точки зрения, выполнение задач данного Проекта позволит выявить новые мишени для лечения хронического гепатита В+D, разработать подходы для дестабилизации РНК ВГD и лечения ко-инфекции ВГВ+ВГD на основе сайт-направленного м6А метилирования, а также определить возможные м6А-модифицированные биомаркеры для прогнозирования развития и выбора стратегий лечения гепатита В+D и ГЦК. м6А модификации РНК и основные регуляторы м6А-маркирования уже активно используются для создания новых лекарственных препаратов для лечения различных форм рака и некоторых вирусных инфекций (SARS-CoV-2, герпесвирусы и др.).

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В последние годы наблюдается рост интереса к эпигенетическим модификациям РНК, среди которых м6А-метилирование (метилирование аденозина на 6-й позиции) занимает центральное место. В рамках выполненного Проекта впервые были изучены особенности транскриптома и эпитранскриптома образцов печени от пациентов с хроническими гепатитами В и D на разных стадиях развития болезни печени. Впервые были выявлены особенности м6А-модификаций в вирусных РНК и РНК клеток человека, многие из которых могут быть использованы в качестве диагностических и прогностических биомаркеров для оценки рисков развития исходов вирусных гепатитов, а также в качестве терапевтических мишеней при разработке новых лекарственных средств для лечения вирусных инфекций, гепатоцеллюлярного рака и замедления прогрессии фиброза и цирроза печени. С помощью современных молекулярных подходов впервые была проведена инсталляция м6А-меток в РНК вирусов гепатита В и D, а также внесение меток в сайты РНК человека, выявленных в ходе анализа клинических образцов. Методами анализа in vitro на культурах клеток человека были выявлены новые механизмы регуляции вирусного цикла, онкогенных свойств и внутриклеточного иммунного ответа посредством м6А-метилирования. Впервые было показано, что м6А модификации вирусных РНК могут индуцировать комплексное изменение внутриклеточного противовирусного ответа, результатом которого является подавление репликации вирусов гепатита В и D. Также впервые удалось показать, что инструменты м6А-метилирования осуществляют метилирование протяженных участков с несколькими DRACH-мотивами. Эффекты подобного метилирования не блокируются таргетными мутациями одиночных мотивов DRACH. Выявлено, что таргетное метилирование может индуцировать разрушение вирусных РНК за счет активации внутриклеточных противовирусных каскадов. Последнее может быть использовано в качестве инновационной стратегии для лечения различных инфекций, связанных с РНК-содержащими вирусами.

Публикации

1. Евменов К.С., Володин В.В., Пономарева Н.И., Брезгин С.А., Тихонов А.С., Карандашов И.В., Баюрова Е.О., Житкевич А.Ю., Гордейчук И.В., Чуланов В.П., Костюшев Д.С., Костюшева А.П. РОЛЬ M6A-МОДИФИКАЦИЙ РНК В РАЗВИТИИ ГЕПАТОЦЕЛЛЮЛЯРНОЙ КАРЦИНОМЫ XI МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ: БИОИНФОРМАТИКОВ, БИОТЕХНОЛОГОВ, БИОФИЗИКОВ, ВИРУСОЛОГОВ, МОЛЕКУЛЯРНЫХ БИОЛОГОВ И СПЕЦИАЛИСТОВ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ МЕДИЦИНЫ, XI Международная конференция молодых ученых: биоинформатиков, биотехнологов, биофизиков, вирусологов, молекулярных биологов и специалистов фундаментальной медицины — 2024 : сб. тез. / АНО «Инновационный центр Кольцово». — Новосибирск : ИПЦ НГУ, 2024. — 780 с. (год публикации - 2024)
10.25205/978-5-4437-1691-6-234

2. Юдаева А., Костюшева А., Качанов А., Брезгин С., Пономарева Н., Пароди А., Покровский В.С., Лукашев А., Чуланов В., Костюшев Д. Clinical and Translational Landscape of Viral Gene Therapies Cells, 13(22), 1916 (год публикации - 2024)
10.3390/cells13221916

3. Карандашов И.В. , Костюшева А.П. , Брезгин С.А., Пономарева Н.И. , Фролова А.С., Закирова Н.Ф. , Иванов А.В., Замятнин А.А.,, Чуланов В.П. , Костюшев Д.С. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МИШЕНИ ДЛЯ ИММУННОЙ ТЕРАПИИ ГЕПАТИТА D Биохимия человека: материалы всероссийской конференция с международным участием, 17–19 октября 2024 г. / под общей редакцией В.С. Покровского. — М.: Е-ното, 2024. — 448 с. , Биохимия человека: материалы всероссийской конференция с международным участием, 17–19 октября 2024 г. / под общей редакцией В.С. Покровского. — М.: Е-ното, 2024. — 448 с. — Авторы указаны в содержании (год публикации - 2024)

4. Татьяна Синяговская, Юлия Ли, Наталья Винчевская-Хмельницкая, Айша Агабалаева, Наталья Пономарёва, Сергей Брезгин, Ирина Гоптарь, Владимир Чуланов, Алим Дымов, Андрей Винаров, Дмитрий Костюшев, Анастасия Костюшева Роль м⁶А метилирования РНК в развитии, прогрессировании и ответе на терапию рака мочевого пузыря BIOCHEMISTRY (MOSCOW) (год публикации - 2025)

5. Синяговская Т.В. , Володин В.В. , Брезгин С.А., Пономарева Н.И., Тихонов А.С., Качанов А.В., Чуланов В.П., Костюшев Д.С., Костюшева А.П. М6А-МЕТИЛИРОВАНИЕ РНК У ПАЦИЕНТОВ С ХРОНИЧЕСКИМИ ГЕПАТИТАМИ В И D УСИЛИВАЕТ ВНУТРИКЛЕТОЧНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ Биохимия человека: материалы всероссийской конференция с международным участием, Биохимия человека: материалы всероссийской конференция с международным участием, 17–19 октября 2024 г. / под общей редакцией В.С. Покровского. — М.: Е-ното, 2024. — 448 с. — Авторы указаны в содержании (год публикации - 2024)

6. А.В. Качанов, С.А. Брезгин, Н.И. Пономарева А.Н. Лукашев, В.П. Чуланов, Д.С. Костюшев, А.П. Костюшева СИСТЕМА м6А МЕТИЛИРОВАНИЯ ОГРАНИЧИВАЕТ РЕПЛИКАЦИЮ ВИРУСА ГЕПАТИТА B Биомедицинская химия, 71(2):127-136 (год публикации - 2025)
10.18097/PBMCR1509

Возможность практического использования результатов
В рамках Проекта были получены перспективные научные результаты, которые могут быть использованы для (1) разработки на их основе новых прогностических биомаркеров для ведения пациентов с хроническими гепатитами В и D, а также оценки рисков развития гепатоцеллюлярного рака и цирроза печени и (2) создания новых лекарственных препаратов на основе направленной м6А-модификации вирусных РНК, поскольку внесение одиночных м6А-модификаций вызывает комплексную активацию внутриклеточного противовирусного ответа с подавлением вирусной репликации.