Kamieniškumą slopinančių junginių įtaka storosios žarnos vėžio ląstelių imunomoduliuojančioms savybėms

Iš Europos Sąjungos struktūrinių fondų lėšų bendrai finansuojamo projekto
Nr. 09.3.3-LMT-K-712-22-0274 „Kamieniškumą slopinančių junginių įtaka storosios žarnos vėžio ląstelių imunomoduliuojančioms savybėms“ įgyvendinimas

Projektas „Kamieniškumą slopinančių junginių įtaka storosios žarnos vėžio ląstelių imunomoduliuojančioms savybėms“

• Projekto įgyvendinimo pradžia: 2020 m. lapkritis
• Projekto įgyvendinimo pabaiga: 2021 m. balandis
• Projekto vertė: 2994,79 Eur
• Projekto tikslas – ištirti kamieniškumą slopinančių junginių įtaką storosios žarnos vėžio ląstelių imunomoduliuojančioms savybėms.

               Šis projektas tikslingai orientuotas tiek į jaunojo tyrėjo gebėjimų stiprinimą ir aktualią molekulinės biologijos analizės metodų įsisavinimą, tiek į mokslo uždavinių, reikalingų vėžio imunologijos pažangai, sprendimus.

Projekto veiklos aprašymas – projekto metu planuojama ištirti keturių slopiklių (salinomicinas, SB-431542, napabukazinas, JIB-04) bei jų kombinacijų poveikį keturių storosios žarnos vėžio linijų (DLD1, LS1034, HCT116, SW620) kamieniškumo ir imunomoduliuojančioms savybėms.

Šio projekto metu bus pasitelkti skirtingų veikimo mechanizmų kamieniškumo savybių slopikliai - plataus veikimo spektro slopiklis salinomicinas, TGFb kelio slopiklis SB-431542,  STAT3 transkripcijos veiksnio slopiklis napabukazinas, Wnt kelio slopiklis JIB-04 bei jų kombinacijos. Bus tiriama jų įtaka keturių storosios žarnos vėžio ląstelių linijų (CMS2 subtipo linijos DLD1 ir LS1034 bei CMS4 subtipo linijos HCT116 ir SW620) gebėjmui indukuoti žmogaus makrofagų poliarizacją netiesiogineje kokultūroje in vitro. Naudojant skirtingas slopinimo schemas, bus stebimi transkripciniai ir paviršiaus žymenų pokyčiai makrofaguose, atspindintys vėžinių ląstelių gebėjimą skatinti pastarųjų poliarizaciją. Tikėtina, kad šio projekto rezultatai pasitarnaus aiškinant ryšį tarp storosios žarnos vėžio ląstelių kamieniškumo ir imunomoduliuojančių savybių.

Projekto pagrindimas - storosios žarnos vėžys yra viena iš labiausiai heterogeniškų vėžio lokalizacijų. Daliai navikų būdingas mikrosatelitų nestabilumas ar mutacijos esminiuose onkogenezės signalinių kelių genuose APC, KRAS, BRAF, p53 (Huang et al, 2018, Cancer Metastasis Rev). Nuo kai kurių iš minėtų mutacijų kilusiems navikams jau taikoma taikinių terapija, tačiau standartinio gydymo gairėse kol kas neatsižvelgiama į naviko mikroaplinkos įtaką. Didelės apimties genomo studijos išskiria kelis molekulinius storosios žarnos vėžio subtipus, tarp jų ir su kamieniškumu, mezenchiminėmis savybėmis, ar gausia imunine infiltracija susijusius subtipus (Sadanandam et al, 2013, Nat Med; Marisa et al, 2013, PloS Med; Roepman et al, 2014, Int J Cancer). Sutartinė molekulinių subtipų klasifikacija išskiria keturis storosios žarnos vėžiui būdingus subtipus: CMS1 (mikrostelitų nestabilumas, imuninė aktyvacija), CMS2 (WNT ir MYC signalo kelių aktyvacija), CMS3 (KRAS mutacija, metabolizmo aktyvacija), CMS4 (TGFβ aktyvacija, mezenchiminės savybės) (Guinney et al., 2015, Nat Med). Nors in silico parodyti šių subtipų genų raiškos, išgyvenamumo, ir atsako į gydymą skirtumai, ši klasifikacija dar tik skinasi kelią kasdienėje klinikinėje praktikoje, reikalaudama išsamaus skirtingų subtipų mikroaplinkos charakterizavimo. Kadangi mieloidinės kilmės ląstelės (tarp jų ir makrofagai) yra gausiausia naviką infiltruojančių imuninių ląstelių grupė bei dalyvauja vystantis atsparumui chemoterapijai ar imunoterapijai (Weber et al, 2018, Front Immunol; Wei et al, 2019, Onco Tragets Ther), svarbu tirti jų sąveikų su vėžinėmis ląstelėmis mechanizmus. Nors duomenys apie infiltruojančių makrofagų įtaką storosios žarnos vėžio prognozei prieštaringi (Cavnar et al, 2017, Ann Surg Oncol; Marech et al, 2016, J Cell Mol Med), sutinkama, kad jų prognostinė vertė priklauso nuo M1/M2 poliarizacijos pobūdžio (Edin et al, 2012, PloS One).

Projekto poreikis - šiuolaikinis onkologijos mokslas akcentuoja mikroaplinkos svarbą navikų vystymesi ir gydyme. Navikų mikroaplinka formuojasi iš įvairių heterogeniškų organizmo ląstelių tipų, o jų tarpusavio sąveikos prisideda prie vėžio vystymosi, invazijos ir atsako į gydymą (Hanahan & Coussens, 2012, Cancer Cell). Įgytosios mutacijos ir fenotipinis plastiškumas naviko mikroaplinkoje sukuria vėžinių ląstelių įvairovę. Priklausomai nuo suvėžėjusių klonų evoliucijos kelio, navike esančios vėžinės ląstelės gali skirtis pagal savo diferenciacijos ir kamieniškumo savybių išreikštumo lygį (Kreso & Dick, 2014, Cell Stem Cell). Šio savybės gali daryti įtaką vėžinių ląstelių gebėjimui priktaukti ir perprogramuoti normalias stromos ląsteles (fibroblastus, imuninės sistemos ląsteles, endotelio ląsteles) (Bussard et al, 2016, Breast Cancer Res). Vėžinių ir stromos ląstelių sąveikos navike itin svarbios vėžio vystymuisi ir metastazavimui, o navikų heterogeniškumas dažnai yra nesėkmingo vėžio gydymo priežastis. Viena iš gausiausių naviką infiltruojančių stromos ląstelių grupių yra makrofagai – mieloidinės kilmės įgimto imuniteto ląstelės. Parodyta, jog vėžinės ląstelės gali į naviką pritraukti cirkuliuojančius monocitus, paversti juos makrofagais ir poliarizuoti į M1 (naviką slopinantį) ar M2 (naviką skatinantį) tipą (Ruffel & Coussens, 2015, Cancer Cell).

Projekto darbo planas:

1. Kolorimetrinis slopiklių bei jų kombinacijų toksiškumo vėžinėms ląstelėms tyrimas ir optimalių koncentracijų atrinkimas. 
2. Slopiklių poveikio vėžinių ląstelių kamieniškumo savybėms tyrimas. Bus matuojami su kamieniškumu susijusių genų raiškos pokyčiai (kiekybinė PGR) bei kolonijų formavimo gebėjimas.
3. Slopiklių poveikio vėžinių ląstelių imunomoduliuojančioms savybėms tyrimas. Bus tiriami netiesioginėje kokultūroje su vėžinėmis ląstelėmis augintų makrofagų M1/M2 poliarizacijai būdingų genų raiškos (kiekybinė PGR) bei paviršiaus žymenų raiškos (tėkmės citometrija) skirtumai augant terpėje be slopiklių ir su jais.
4. Rezultatų apibendrinimas, kamieniškumo ir imunomoduliuojančias savybes nusakančio ryšio suformulavimas, mokslinės ataskaitos ir pranešimo rengimas.