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 23-25-00085

НазваниеБелки и микроРНК внеклеточных везикул как предикторы эффективности терморадиотерапии у больных раком прямой кишки с метаболическими нарушениями

РуководительЮнусова Наталья Валерьевна, Доктор медицинских наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации, Томская обл

Период выполнения при поддержке РНФ 2023 г. - 2024 г. 

Конкурс№78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины, 05-208 - Онкология

Ключевые словаэкстраклеточные везикулы, экзосомы, рак прямой кишки, терморадиотерапия, предикторы эффективности

Код ГРНТИ76.29.49


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Существует проблема повышения эффективности и расширения показаний к применению терморадиотерапии и гипертермии в комплексной терапии злокачественных новообразований. Механизмы эффективности как лучевой терапии, так и лучевой терапии в комбинации гипертермией не могут ограничиваться только локальным контролем, поскольку эти воздействия приводят к значительному выбросу белков теплового шока (HSPs) в циркуляцию, индуцируют секрецию внеклеточных везикул (ВВ), существенно изменяют их состав, модулируя как межклеточные взаимодействия в первичной опухоли, так и влияя на отдаленные метастазы/микрометастазы, усиливая абластичность последующего оперативного лечения. Горизонтальный перенос белков теплового шока, матриксных металлопротеиназ, их активаторов и ингибиторов в составе ВВ плазмы крови помогает клетке справляться с радиационным стрессом и избыточным протеолизом. Ассоциированные с ВВ механизмы эффективности терморадиотерапии/гипертермии в лечении злокачественных новообразований могут быть также обусловлены переносом к клеткам-мишеням микроРНК (miRNAs), ассоциированных с термо- и радиорезистентностью (miR124, miR506). Для большинства больных колоректальным раком, и, в частности, больных раком прямой кишки, которые будут включены в исследование, характерно развитие опухоли на фоне метаболического синдрома или так называемого “метаболически здорового ожирения”. Поэтому часть проекта будет посвящена изучению динамики экспрессии металлопротеиназ, ингибитора TIMP1, HSPs в составе FABP4-позитивных ВВ плазмы крови больных раком прямой кишки на этапах комбинированного лечения с терморадиотерапией. Поскольку состав циркулирующих ВВ адипоцитарного происхождения у человека в настоящее время мало изучен, в проекте будет дана характеристика FABP4-позитивных ВВ плазмы крови больных раком прямой кишки с метаболическими нарушениями. Новизной проекта является выявление новых, полученных на репрезентативном клиническом материале везикулярных маркеров – предикторов эффективности терморадиотерапии не только для общей группы больных раком прямой кишки, но и в частности, для больных с метаболическими нарушениями. Кроме того, FABP4 будет изучен как перспективный маркер циркулирующих ВВ жировой ткани.

Ожидаемые результаты
Будут получены приоритетные данные об уровне MMPs и HSPs в составе СD9-позитивных ВВ и FABP4-позитивных ВВ в динамике у больных раком прямой кишки (РПК) на этапах комбинированного лечения. Будет охарактеризована динамика ассоциированных с терморадиорезистетностью везикулярных miRNAs (miR124, miR506). Уровень белков и miRNA будет проанализирован с эффективностью курса терморадиотерапии. С помощью однофакторного и многофакторного регрессионного анализа будут выявлены клинически значимые предикторы терморадиотерапии. Выявленные предикторы терморадиотерапии, детектируемые во ВВ, могут в использоваться для персонифицированного подхода для лечения больных с РПК II-IVa стадии с учетом уровня везикулярных маркеров и метаболических нарушений. Ожидаемые результаты мониторинга состава ВВ на этапах комбинированного лечения больных злокачественными новообразованиями, получивших терморадиотерапию, соответствуют мировому уровню. Маркеры, определяемые циркулирующих ВВ, чрезвычайно перспективны, поскольку являются неинвазивными и могут с успехом применяться в качестве предикторов и факторов прогноза. Будут получены приоритетные данные о составе FABP4-позитивныхт ВВ, представленных в циркуляции у больных с РПК с метаболическими нарушениями. FABP4 будет изучен как перспективный маркер циркулирующих ВВ жировой ткани применимый в исследованиях выделенных из плазмы крови ВВ (in vitro).


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Анализ NTA и трансмиссионная электронная микроскопия выполнены в образцах внеклеточных везикул (ВВ) больных раком прямой кишки (РПК) (T3-4N0-1M0) до начала терморадиохимиотерапии (ТРХТ). Электронная микроскопия в препаратах везикул выявила четко структурированные чашеобразные частицы с низкой электронной плотностью и сохраненными мембранами, причем их морфология не отличалась от таковой у экзосом, выделенных от больных другими видами рака. В образцах также присутствовали частицы, называемые «не-везикулами» (липопротеины низкой или очень низкой плотности). В препаратах практически не было везикул крупнее 100 нм. Препараты циркулирующих ВВ больных РПК имели средний размер 94 нм с модой 70 нм и стандартным отклонением 56 нм. Средняя концентрация ВВ в образцах составила 30,8 ± 3,9 × 109 частиц/мл крови, что соответствует данным литературы. Выделенные ВВ также экспрессировали тетраспанины СD81, СD63 и гликопротеин CD24. У больных с РПК уровень белка в изолированных экзосомах статистически значимо не изменялся на этапах проведения ТРХТ и до начала лечения составил 50,5±12 мкг/мл, однако по данным анализа ANOVA для повторяющихся измерений были выявлены различия в уровне белка экзосом между больными РПК с метаболическим синдромом и без метаболических нарушений. У больных без нарушений на этапах лечения уровень белка в выделенных везикулах был достоверно выше. Создана коллекция циркулирующих ВВ больных РПК, получивших терморадиохимиотерапию (ТРХТ). Больным РПК на первом этапе проводилась дистанционная гамма-терапия на аппарате Theratron Equinox 1,25 в стандартном режиме фракционирования, разовая очаговая доза (РОД) 2,0 Гр, 5 фракций в неделю до СОД 54 Гр. Одновременно с началом лучевой терапии проводилась радиомодификация капецитабином. Химиолучевое лечение проводилось на фоне локальной гипертермии (аппарат Celsius TCS, всего 10 сеансов). Оценка эффективности лечения, в соответствии с рекомендациями ВОЗ, проводилась проводиться через 6-8 недель после окончания курса ТРХТ. В интервале между завершением кура ТРХТ и контрольным обследованием проведены 3 курса консолидирующей химиотерапии по схеме XELOX. По данному способу в 2023 году пролечены 20 больных с местнораспространенным средне- и нижнеампулярным РПК (9 мужчин и 11 женщин). Эффективность лечения оценивалась по критериям RECIST 1.1 и ESGAR с определением степени лечебного патоморфоза. Больные были распределены на 2 группы – 1 группа с полной регрессией 13 человек, 2 группа – с частичной регрессией и стабилизацией – 7 человек. Кроме того, в исследовании были выделены подгруппы больных с метаболическими нарушениями ( имеющие метаболический синдром или метаболически здоровое ожирение) и подгруппа больных без метаболических нарушений. Состав везикул анализировался в динамике ТРХТ в 4-х точках. Выявлены 5 субпопуляций CD9-позитивных и FABP4- позитивных экзосом, ассоциированных с эффективностью ТРХТ у больных РПК (СD9+MMP2+9+TIMP1+; СD9+MMP9+2-TIMP1+; СD9+HSP60+; СD9+MMP2+9-TIMP1+; FABP4+MMP2+9-TIMP1+; FABP4+MMP9+) (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10143749). В перспективе необходимо построение прогностических моделей для этих больных с учетом данных по везикулярным маркерам. Проведено сравнение экспрессии MMPs и HSPs на внеклеточных везикулах на этапах ТРХТ отдельно на CD9-позитивных и FABP4-позитивных (адипоцитарных) везикулах без разделения на группы больных с различным непосредственным эффектом терапии. Адипоцитарные везикулы, детектируемые с помощью проточной цитометрии с использованием метода непрямой детекции с сорбцией на латексных частицах у больных РПК на этапах ТРХТ экспрессируют достоверно больше HSPs по сравнению с СD9-позитивными везикулами. В целом, адипоцитарные везикулы у больных РПК экспрессируют достоверно больше MMP2 по сравнению с СD9-позитивными везикулами, однако на этих везикулах практически отсутствуют трипл-позитивная популяция (MMP2+MMP9+TIMP1+) и популяция с сочетанной экспрессией обоих желатиназ. Кроме того, адипоцитарные везикулы у больных РПК на этапах ТРХТ экспрессируют достоверно меньше MMP9 по сравнению с СD9-позитивными везикулами. Курс ТРХТ получили 6 больных РПК без метаболических нарушений, причем у 5 из них была зарегистрирована частичная регрессия. У этих больных изучены популяции только CD9+ циркулирующих экзосом в динамике на этапах терапии, исследование состава адипоцитарных везикул на этапах лечения было нецелесообразным поскольку больные не имели метаболических нарушений. За исключением субпопуляций экзосом с сочетанной экспрессий HSP60 и HSP27 в динамике лечения не выявлено достоверных изменений состава CD9+ везикул. Однако сам факт того, что у только у 20% от всех пролеченных больных РПК без метаболических нарушений выявлена полная регрессия свидетельствует, на наш взгляд, о необходимости дальнейшего изучения состава ВВ у этой категории больных. В целом, полученные результаты свидетельствуют о важной роли циркулирующих ВВ, так CD9-позитивных, так и FABP4-позитивных (адипоцитарного происхождения) в реализации эффективности терморадиотерапии в лечении злокачественных новообразований (https://voprosyonkologii.ru/index.php/journal/article/view/3-23-molecular-mechanisms/1624).

 

Публикации

1. Н.В. Юнусова, Д.А. Сваровский, А.И. Коновалов, Д.Н. Костромицкий, Ж.А. Старцева, О.В. Черемисина, С.Г. Афанасьев, И.В. Кондакова, А.Е. Григорьева, С.В. Вторушин, Е.Е. Середа, А.В. Усова, С.Н. Тамкович The Composition of Small Extracellular Vesicles (sEVs) in the Blood Plasma of Colorectal Cancer Patients Reflects the Presence of Metabolic Syndrome and Correlates with Angiogenesis and the Effectiveness of Thermoradiation Therapy J Pers Med., 13(4):684 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.3390/jpm13040684

2. Н.В. Юнусова, Д.А. Сваровский, А.И. Коновалов, Е.А. Сиденко, Ж.А. Старцева Молекулярные механизмы противоопухолевого эффекта терморадиотерапии у больных злокачественными новообразованиями с метаболическими нарушениями Вопросы онкологии, 69 (3):373-382 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.37469/0507-3758-2023-69-3-373-382

3. - Исследователи НИИ онкологии ТОмского НИМЦ: изучение экзосом - шаг к раннему выявлению рака Новостная лента Томского НИМц, - (год публикации - )