Разработка методов персонифицированной клеточной терапии глиальных опухолей головного мозга на основе технологий онкопротеомики

В ходе выполнения проекта по соглашению  о предоставлении субсидии № 14-15-00084 с Российским научным фондом, на первом этапе с 11.06. по 31.12.2014 выполнялись следующие работы:

1. Патентные исследования
2. Работы по изучению механизмов противоопухолевого действия стволовых клеток человека в отношении клеток глиобластомы человека линии U 87.
3. Изучение системных механизмов противоопухолевого действия стволовых клеток в отношении клеток крысиной глиомы линии С6.
4. Исследование направленной миграции стволовых клеток человека и взрослых млекопитающих к опухолевым клеткам in vitro.
5. Изучение направленной миграции стволовых клеток человека и взрослых млекопитающих к опухолевым клеткам in vivo.

При этом были получены следующие результаты:

1) Краткое описание основных полученных результатов

1. Проведены патентные исследования. Исследуемая тема является высоко актуальной и охраноспосособной.
2. Изучены механизмы противоопухолевого действия стволовых клеток  человека в отношении клеток глиобластомы человека. Установлено, основными механизмами противоопухолевого действия  нейральных стволовых клеток (НСК) и гемопоэтических стволовых клеток (ГСК)  в отношении  опухолевых клеток (ОК) глиобластомы человека линии U87 является инструктивно-регуляторное межклеточное взаимодействие и обмен регуляторными белками. Доказано, что численное доминирование НСК или ГСК при совместном культивировании с ОК резко снижает темпы их пролиферации и отодвигает во времени фазу логарифмического роста культуры ОК.
3. Изучены системные механизмы противоопухолевого действия стволовых клеток в отношении клеток  глиомы линии С6. Установлено, что имплантация ОК глиомы С6 в головной мозг животного приводит одномоментному срыву механизмов ауторегуляции тканевого гомеостаза, а  Последующая трансплантация НСК или ГСК активизирует  регуляторные саногенетические противоопухолевые механизмы. Стволовые клетки (СК) взаимодействуя  с ОК активизируют рецепторы клеточной поверхности TNF, NGFR, CARI, TRAIL, EGFR, IGF1R, CD 95 и DR3, DR4, RD5, что снижает темпы пролиферации ОК, ведет к нарушению внутриклеточного гомеостаза и индуцирует апоптоз. Нейротрофическое и нейропластическое действие СК, by stander effect,  и реакция «трансплантат- против опухоли» также относится к числу противоопухолевых механизмов СК.
4. Изучены механизмы направленной миграции СК человека и взрослых млекопитающих к опухолевым клеткам in vitro. Установлен феномен формирования клеточного вала, состоящего из СК располагавшихся по периметру культуральной вставки, содержащей ОК. Направленная миграция ГСК и НСК  в зону неоплазии обусловлена продукцией ОК цитокинов и хемоатрактантов. Доказана первостепенная роль в этом процессе SDF-1α и активное участие SCF, HGF, VEGF, MCP-1, HMGB1, uPA,  IL6, β1 и β2 интегринов, L-селектина и других лигандов. Основным источником хемоатрактантов являются поврежденные нейроны, астрациты, клетки микроглии и дегенерирующие элементы межклеточного матрикса, высвобождаемые в кровеносное русло. Как следует из эксперимента, первичным источником цитокинов является именно ткань опухоли.
5. Изучена специфика направленной миграции стволовых клеток человека и взрослых млекопитающих к опухолевым клеткам in vivo. Установлено, что ГСК и НСК  при введении в паренхиму мозга животного с опухолью накапливаются в желудочках мозга, в непосредственной близости от герминативных зон, проникают в кровеносные сосуды, достигают опухоли и  распределяются вдоль границ неопластического очага. СК введенные в системный кровоток быстро достигают опухоли и распределяются в ней взаимодействуя с ОК.

2) Оценка элементов новизны научных и технологических решений

Впервые, с применением современных методов культивирования клеток человека и животных, методов автоматизированного наблюдения за живыми клетками, методов количественного анализа клеточной популяции, методов ядерно-магнитного резонанса, методов трансплантации клеточных культур и мониторинга функционального состояния экспериментальных животных проведены работы по изучению механизмов противоопухолевого действия стволовых клеток человека в отношении клеток глиобластомы человека линии U 87. Изучены системных механизмов противоопухолевого действия стволовых клеток в отношении клеток крысиной глиомы линии С6, процессы направленной миграции стволовых клеток человека и взрослых млекопитающих к опухолевым клеткам in vitro и in vivo.