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 24-24-00222

НазваниеИндукция DR5-опосредованной гибели сенесцентных клеток как новый подход к терапии опухолей

Руководитель Яголович Анна Валерьевна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени M.В.Ломоносова» , г Москва

Конкурс №89 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-208 - Молекулярная биология

Ключевые слова Рецептор DR5, сенесцентность, апоптоз, глиобластома, химиопрепараты, терапия опухолей

Код ГРНТИ34.15.51


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Клеточное старение, или сенесцентность, определяется как необратимая остановка пролиферации, вызванная различными стрессовыми воздействиями. Результаты исследований свидетельствуют, что многие химиотерапевтические препараты, применяемые для лечения онкологических заболеваний, также способны индуцировать сенесцентность в опухолевых клетках. Поскольку сенесцентные клетки теряют способность к пролиферации, клеточное старение опухолевых клеток в результате химиотерапии долгое время считалось положительным желаемым побочным эффектом химиотерапии. Однако исследования последних лет показывают, что сенесцентные клетки могут выходить из-под ареста клеточного цикла и снова начать пролиферировать, приводя к рецидивам опухоли. Кроме того, они приобретают способность выделять широкий комплекс про-воспалительных факторов и молекул, способствующих более агрессивному развитию опухоли и прогрессированию заболевания. Среди различных типов онкологических заболеваний, глиобластома является одним из наиболее тяжелых, будучи наиболее распространенной и смертельной злокачественной первичной опухолью головного мозга. Несмотря на прогрессивное развитие хирургических методик и применение адъювантной терапии, средняя выживаемость не превышают 12-18 мес. Было показано, что темозоломид, единственный химиопрепарат для адъювантной терапии глиобластомы, в низких дозах индуцирует клеточную сенесцентность. Это не только объясняет причины его низкой эффективности в клинике, но также открывает новые перспективы для применения сенолитиков - препаратов, элиминирующих сенесцентные клетки. Сигнальный путь TRAIL и его рецепторов является компонентом иммунной системы, осуществляющим иммунный контроль, отслеживание и уничтожение трансформированных клеток. Нарушения в этом механизме играют важную роль в развитии опухолевых и аутоиммунных заболеваний. Недавно было обнаружено, что агонисты наиболее важного из рецепторов TRAIL, рецептора смерти DR5, способны специфически индуцировать гибель опухолевых сенесцентных клеток. Однако пока неясно, функционален ли этот механизм в глиобластоме. Роль рецептора смерти DR5 в элиминации сенесцентных клеток глиобластомы ранее никогда не изучалась. В результате выполнения проекта ожидается установить способность агонистов рецептора смерти DR5 к специфической элиминации сенесцентных клеток глиобластомы, индуцированных низкими дозами темозоломида. Успешная реализация проекта положит основу для разработки новых стратегий лекарственной терапии онкологических заболеваний.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В отчетном 2024 году исследована индукция сенесцентности темозоломидом в клеточных линиях глиобластомы человека U87MG, U251, T98G и А172, а также первичных клеточных культур 011, 019, 022 и 067, отобранных с биопсийных образцов пациентов НМИЦ нейрохирургии им. ак. Н.Н. Бурденко с диагностированной глиобластомой. Выявлен гетерогенный ответ различных клеточных культур на индукцию сенесцентности темозоломидом. При этом наиболее ярко выраженные черты сенесцентности наблюдались в клетках линии U87MG. Скрининг клеточных культур глиобластомы человека на чувствительность к агонисту рецептора смерти DR5 – рецептор-специфичному варианту цитокина TRAIL DR5-B показал, что линии клеток U87MG, U251, А172 и первичные образцы 022 и 067 резистентны к цитокину DR5-B, тогда как линия T98G и образцы 011 и 019 обладают чувствительностью к DR5-B. При совместной инкубации с темозоломидом в субтоксичной концентрации выявлен синергичный эффект на клеточной линии А172 и образце 067. В остальных клеточных культурах добавление темозоломида не усиливало цитотоксичность DR5-B. При этом дальнейшее исследование сенолитической активности агониста рецептора DR5, рецептор-специфичного варианта TRAIL DR5-B, показало, что повышение чувствительности клеток глиобластомы к DR5-B коррелирует с выраженностью сенесцентного фенотипа в конкретной клеточной культуре при длительном воздействии темозоломида в субтоксичной концентрации, и сопровождается повышением экспрессии рецептора-мишени DR5 на поверхности клеток. Анализ дифференциальной экспрессии генов в клетках глиобластомы под действием темозоломида в субтоксичной концентрации показал активацию провоспалительных сигнальных путей и стимуляцию экспрессии генов, связанных с сигнализацией TRAIL. Полученные результаты позволяют предположить, что в ходе развития клеточной сенесцентности в клетках глиобластомы под действием темозоломида повышается экспрессия проапоптотических генов и активируется внешний сигнальный путь апоптоза.

 

Публикации

1. Исакова А.А., Дружкова И.Н. ,Можеров А.М., Мазур Д.В., Антипова Н.В., Краснов К.С., Фадеев Р.С., Гаспарян М.Е., Яголович А.В. Glioblastoma Sensitization to Therapeutic Effects by Glutamine Deprivation Depends on Cellular Phenotype and Metabolism Biochemistry (Moscow), Vol. 89, No. 10, pp. 1744-1758 (год публикации - 2024)
10.1134/S0006297924100079

2. Исакова А.А., Антипова Н.В., Мазур Д.В., Иванова Е.И., Долгих Д.А., Кирпичников М.П., Гаспарян М.Э., Яголович А. В. Сенолитические свойства DR5-селективного цитокина TRAIL в клеточных линиях рака поджелудочной железы Acta Naturae (год публикации - 2025)

3. Исакова А.А., Мазур Д.В., Антипова Н.В., Дружкова И.Н., Можеров А.М., Краснов К.С., Фадеев Р.С., Кирпичников М.П., Гаспарян М.Э., Яголович А.В. Temozolomide-induced senescent glioblastoma cells acquire sensitivity to TRAIL death receptor 5-mediated apoptosis Medical Oncology, (2026) 43:4 (год публикации - 2025)
10.110.1007/s12032-025-03130-4


Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В отчетном 2025 году проведено сравнительное исследование противоопухолевого действия DR5-специфичного варианта цитокина TRAIL DR5-B in vivo на ксенотрансплантатной модели опухоли глиобластомы человека U87MG в иммунодефицитных мышах Nude в двух альтернативных режимах. В режиме 1 (параллельном) курс лечения темозоломидом проводили одновременно с курсом лечения рекомбинантным препаратом DR5-B. В режиме 2 (последовательном) сначала проводили курс лечения темозоломидом с последующим курсом лечения препаратом DR5-B. В результате выявлено, что как темозоломид, так и DR5-B проявляют противоопухолевую активность в отношении ксенографтов глиобластомы U87MG. При комбинировании двух препаратов противоопухолевое действие значительно усиливалось, однако не было выявлено статистически значимых различий в противоопухолевой эффективности комбинации препаратов в разных режимах. Была исследована индукция сенесцентности в опухолевых ксенотрансплантатах на основе клеточной линии глиобластомы человека U87MG в иммунодефицитных мышах под действием темозоломида методом иммуногистохимического окрашивания опухолевых срезов на экспрессию ингибитора клеточного цикла р21 и маркера клеточной пролиферации Ki-67. Было выявлено, что в опухолях после лечения темозоломидом значительно возрастает экспрессия р21 и снижается экспрессия Ki-67. Повышение экспрессии р21 под действием темозоломида также показано методом вестерн блота, что указывает на остановку клеточного цикла, опосредованно свидетельствующую о развитии сенесцентности. Была исследована химио-индуцированная сенесцентность в опухолевых клеточных линиях иного происхождения, а именно рака поджелудочной железы (РПЖ) человека MIA PaCa-2, PANC-1, BxPC-3 и AsPC-1 под действием химиопрепаратов гемцитабина и доксорубицина. Выявлено, что клеточные линии РПЖ обладали различной восприимчивостью к индукции сенесцентности. Исследование комбинации нескольких маркеров, включающих окрашивание на активность SA-β-gal, клеточную пролиферацию и экспрессию генов CDKN1A (p21) и CDKN1B (p27) показало, что в клетках линии MIA PaCa-2 наблюдалось формирование классического сенесцентного фенотипа после инкубации с химиопрепаратами, в линиях AsPC-1 и PANC-1 присутствовали частичные признаки сенесцентности, а в BxPC-3 они отсутствовали. Это отражает гетерогенность клеток РПЖ и создает предпосылки для различной восприимчивости этих клеток к последующей сенолитической терапии. При воздействии гемцитабином либо доксорубицином на клетки нормальных человеческих фибробластов признаков сенесцентности не наблюдалось. Для оценки сенолитического потенциала агониста рецептора DR5, DR5-cелективного варианта цитокина TRAIL DR5-B на клеточных линиях РПЖ была исследована его цитотоксичность после пред-инкубации с доксорубицином или гемцитабином. Инкубация клеток с гемцитабином или доксорубицином приводила к значительному повышению поверхностной экспрессии рецептора DR5 в клетках MIA PaCa-2, PANC-1 и AsPC-1. Закономерно, наблюдалась выраженная сенсибилизация клеток MIA PaCa-2 и PANC-1 к DR5-B. В клетках BxPC-3 сенолитический эффект отсутствовал. Полученный результат согласуется с тем, что эти клетки также не формировали сенесцентный фенотип. В резистентных к DR5-B клетках AsPC-1 сенолитический эффект DR5-B не наблюдался. При этом инкубация AsPC-1 с доксорубицином или гемцитабином сопровождалась значительным ростом экспрессии cFLIP, ключевого негативного регулятора сигнального пути апоптоза, индуцируемого рецепторами смерти, включая DR5, что может объяснять отсутствие сенолитического эффекта DR5-B в этой линии. В результате выполнения проекта в 2025 году оценена перспектива применения DR5-B и других агонистов рецептора DR5, которые в настоящее время находятся в разработке, для сенолитической терапии пациентов с глиобластомой, прошедших первую линии химиотерапии темозоломидом. Кроме того, оценена перспектива применения агонистов рецептора DR5 на основе препарата DR5-B в альтернативной нозологии рака поджелудочной железы человека.

 

Публикации

1. Исакова А.А., Дружкова И.Н. ,Можеров А.М., Мазур Д.В., Антипова Н.В., Краснов К.С., Фадеев Р.С., Гаспарян М.Е., Яголович А.В. Glioblastoma Sensitization to Therapeutic Effects by Glutamine Deprivation Depends on Cellular Phenotype and Metabolism Biochemistry (Moscow), Vol. 89, No. 10, pp. 1744-1758 (год публикации - 2024)
10.1134/S0006297924100079

2. Исакова А.А., Антипова Н.В., Мазур Д.В., Иванова Е.И., Долгих Д.А., Кирпичников М.П., Гаспарян М.Э., Яголович А. В. Сенолитические свойства DR5-селективного цитокина TRAIL в клеточных линиях рака поджелудочной железы Acta Naturae (год публикации - 2025)

3. Исакова А.А., Мазур Д.В., Антипова Н.В., Дружкова И.Н., Можеров А.М., Краснов К.С., Фадеев Р.С., Кирпичников М.П., Гаспарян М.Э., Яголович А.В. Temozolomide-induced senescent glioblastoma cells acquire sensitivity to TRAIL death receptor 5-mediated apoptosis Medical Oncology, (2026) 43:4 (год публикации - 2025)
10.110.1007/s12032-025-03130-4


Возможность практического использования результатов
На основе данных, полученных в результате выполнения проекта, могут быть выработаны новые комбинаторные терапевтические стратегии, которые будут исследованы в ходе доклинических и клинических испытаний и впоследствии позволят внедрить разработки на основе агонистов рецептора DR5 в клиническую практику.