Комплексный подход к биоинженерии мультифункциональных соединений направленного действия для диагностики и терапии рака

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 14-24-00106

НазваниеКомплексный подход к биоинженерии мультифункциональных соединений направленного действия для диагностики и терапии рака

Руководитель Деев Сергей Михайлович, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук , г Москва

Конкурс №2 - Конкурс 2014 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований коллективами существующих научных лабораторий (кафедр)»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-202 - Протеомика; структура и функции белков

Ключевые слова антитела, дарпины, конъюгат Fc-пептоид, HER2, VEGFR2, бактериальный токсин, фототоксический белок, барназа, пептоиды, неорганические флуоресцентные наночастицы, магнитные наночастицы, конъюгация, самосборка

Код ГРНТИ34.15.33

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Разработка новых методов и подходов для терапии онкологических заболеваний на сегодняшний день - одна из наиболее актуальных и активно развивающихся областей биологии и медицины. Несмотря на большое количество существующих подходов к терапии онкологических заболеваний, идея направленного подавления популяции злокачественно трансформированных клеток остается до сих пор актуальной и востребованной. Применяя подход селективной элиминации клеток опухоли, можно избежать большинства проблем, характерных для неспецифической терапии онкологических заболеваний. Данный проект направлен на разработку нового поколения мультифункциональных соединений для диагностики и таргетной терапии рака на основе комплексного биоинженерного подхода, включающего следующие три аспекта: 1) разработка (инженерия) направляющих агентов на основе антител и их фрагментов, а также на основе инновационных полипептидов неантительной природы; 2) разработка визуализирующих и действующих агентов различной природы, включая энзимы, белковые токсины, фототоксические белки, а также магнитные и флуоресцентные наночастицы; 3) разработка адекватных подходов (химическая конъюгация, генная и белковая инженерия, самосборка наночастиц) для объединения направляющих и терапевтических (и/или диагностических) агентов в единое мультифункциональное соединение для диагностики и терапии рака. Проект представляет собой масштабное многопрофильное исследование на стыке наук, требующее привлечения широкого спектра методов и технологий, а также широкой эрудиции исследователей в области молекулярной иммунологии, биохимии, белковой химии и физико-химии наноструктур. Комплексный биоинженерный подход предполагает создание большого набора соединений для селективного воздействия на опухоли. Основу этих противоопухолевых соединений составят действующие молекулы с различными механизмами действия, а также наночастицы, позволяющие применить разного рода физическое воздействие на опухолевую клетку (облучение, магнитное поле, нагрев). Разработка такого комплексного подхода в полной мере отвечает современным представлениям о необходимости интегрального воздействия на опухоли с учетом индивидуальных особенностей каждого онкологического пациента. Задача разработки мультифункциональных соединений для диагностики и таргетной терапии рака на основе предлагаемого комплексного подхода является новой научной задачей прежде всего в отношении конечного результата, поскольку предполагает создание нового поколения соединений для таргетной терапии и диагностики рака, базирующегося на модульном принципе и обладающего уникальной совокупностью свойств. Кроме того, научная новизна поставленной задачи состоит в разработке основных составляющих компонентов мультифункциональных гибридных комплексов, включающих действующий и/или диагностический (визуализирующий) компонент, а также направляющий компонент, отвечающий за селективность действия всего комплекса. Еще одной важной составляющей частью проекта, определяющей его новизну, является разработка адекватных подходов для объединения компонентов в единый устойчивый и биосовместимый комплекс с новой совокупностью свойств. Полученные гибридные мультифункциональные конструкции будут представлять пример интегральных соединений, когда «целое больше, чем сумма составляющих его частей», чем и определяется в целом новизна поставленной задачи.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Деев С.М. Комплекс барназа-барстар для тераностики. Аллергология и иммунология., №1, том 17, стр.31 (год публикации - 2016)

2. Ломакин Я., Шмидт А., Глаголева И., Окунола Д., Васькина М., Белогуров А., Габибов А. Myelin-Reactive Monoclonal Antibodies from Multiple Sclerosis Patients Cross-React with Nucleoproteins in HEp-2 Lysate. BioNanoScences, №4, v. 6, p.322-324 (год публикации - 2016)
10.1007/s12668-016-0222-0

3. Шипунова В.О., Никитин М.П., Зелепукин И.В., Никитин П.И., Деев с.М., Петров Р.В. КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ «ЛЕКТИН–ГЛИКОПРОТЕИН» С ЦЕЛЬЮ РАЗРАБОТКИ ЭФФЕКТИВНЫХ ТЕРАНОСТИЧЕСКИХ НАНОАГЕНТОВ Доклады Академии Наук, т. 464, №4, с. 501-504 (год публикации - 2015)
10.7868/S0869565215280245

4. Соколова Е., Прошкина Г., Кутова О., Шилова О., Рябова А., Шульга А., Стремовский О., Здобнова Т., Балалаева И., Деев С. Recombinant targeted toxin based on HER2-specific DARPin possesses a strong selective cytotoxic effect in vitro and a potent antitumor activity in vivo JOURNAL OF CONTROLLED RELEASE, Том: 233 Стр.: 48-56 (год публикации - 2016)
10.1016/j.jconrel.2016.05.020

5. Деев С.М. Онкотераностика и физиология иммунной системы. Acta naturae, Спецвыпуск том 1, стр. 12-13 (год публикации - 2016)

6. Деев С.М., Лебеденко Е.Н. СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫЕ АГЕНТЫ ДЛЯ ТЕРАНОСТИКИ Биоорганическая химия, т. 41, №5 (год публикации - 2015)
10.1134/S1068162015050052

7. Andrei V. Zvyagin, Varun K. A. Sreenivasan, Ewa M. Goldys, Vladislav Ya. Panchenko and Sergey M. Deyev Photoluminescent Hybrid Inorganic–Protein Nanostructures for Imaging and Sensing In Vivo and In Vitro RSC Smart Materials, Royal Society of Chemistry, Cambridge, UK, N. 16, p. 245-284 (год публикации - 2015)
10.1039/9781782622109-00245

8. СусловаЕА, Миронова КЕ, Деев СМ. Applications of genetically encoded photosensitizer miniSOG: from correlative light electron microscopy to immunophotosensitizing Journal of Biophotonics (год публикации - 2016)
10.1002/jbio.201600120

9. И. В. Зелепукин, М. П. Никитин, В. Р. Черкасов, П. И. Никитин,С. М. Деев, Р. В. Петров СИНТЕЗ МАГНИТНО-КРЕМНИЕВЫХ НАНОМАРКЁРОВ С ЗАДАННЫМИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ Доклады российской академии наук, том 470, № 3, с. 350–352 (год публикации - 2016)
10.7868/S0869565216270281

10. Прошкина Г. М., Миронова К. Е., Деев С. М., Петров Р. В. Изучение механизма цитотоксического действия иммунофототоксина 4D5scFV-miniSOG на HER2/neu-положительные опухолевые клетки человека. Доклады Российской Академии наук, том 460, №2 (год публикации - 2015)
10.7868/S0869565215020255

11. Деев С.М., Лебеденко Е.Н., Петровская Л.Е., Долгих Д.А., Габибов А.Г., Кирпичников М.П. Неприродные антитела и иммуноконъюгаты с заданными свойствами: оптимизация функций через направленное изменение структуры. Успехи химии, том 84, выпуск 1 (год публикации - 2015)
10.1070/RCR4459

12. Степанов А., Белый А., Кашеверов И., Рубинец А., Дронина М., Дьяченко И., Мурашев А., Кнорре В., Сахаров Д., Пономаренко Н., Цетлин В., Тоневицкий А., Деев С., Белогуров А., Габибов А Development of a recombinant immunotoxin for the immunotherapy of autoreactive lymphocytes expressing MOG-specific BCRs BIOTECHNOLOGY LETTERS, 38 Выпуск: 7 Стр.: 1173-1180 (год публикации - 2016)
10.1007/s10529-016-2092-5

13. Шилова О.Н., Прошкина Г.М., Лебеденко Е.Н., Деев С.М. Интернализация и рециркуляция рецептора HER2 при взаимодействии адресного фототоксичного белка DARPin-miniSOG с клетками аденокарциномы молочной железы человека Acta Naturae, т. 7, №3, выпуск 26, с. 126-132 (год публикации - 2015)

14. Е.А. Соколова, А.А. Шульга, О.А. Стремовский, И.В. Балалаева, Г.М. Прошкина, С.М. Деев. РЕКОМБИНАНТНЫЙ АДРЕСНЫЙ ТОКСИН НА ОСНОВЕ HER2-СПЕЦИФИЧНОГО МОДУЛЯ НЕИММУНОГЛОБУЛИНОВОЙ ПРИРОДЫ: ПОЛУЧЕНИЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Биологические мембраны, том 33, № 6, с. 1–6 (год публикации - 2016)
10.7868/S0233475516060116

15. Шульга А.А., Мечев П.В., Кирпичников М.П., Скрябин К.Г., Деев С.М. Construction of the plasmid-free strain for human growth hormone production Biochimie, 128 Стр.: 148-153 (год публикации - 2016)
10.1016/j.biochi.2016.08.007

16. В.С. Покровский, Е.М. Трещалина, Н.В. Андронова,С.М. Деев Рибонуклеазы с антипролиферативной активностью: молекулярно-биологические и биохимические свойства Клиническая онкогематология, том 9, №2, с. 130–137 (год публикации - 2016)
10.21320/2500-2139-2016-9-2-130-137

17. Белогуров А.А., Иванова О.М., Ломакин Я.А., Зиганшин Р.Х., Васькина М.И., Кнорре В.Д., Климова Е.А., Габибов А.Г., Иванов В.Т., Говорун В.М. Медиаторы и биомаркеры воспаления при менингите: цитокиновое и пептидомное профилирование цереброспинальной жидкости. Биохимия, Вып.11, том 81, стр. 1540-1552 (год публикации - 2016)
10.1134/S0006297916110079

18. Шипунова В.О., Никитин М.П., Никитин П.И., Деев С.М. Lectin-based Nanoagents for Specific Cell Labelling and Optical Visualization. Тезисы докладов конференции LaserOptics-2016 (год публикации - 2016)

19. Шипунова В.О., Никитин М.П., Миронова К.Е., Никитин П.И., Деев С.М. Complexes of Magnetic Nanoparticles and scFv Antibodies for Targeting and Visualizing Cancer Cells. Тезисы докладов IEEE-NANO 2015 - 15th International Conference on Nanotechnology, Article number 7388956, Pages 13-16 (год публикации - 2016)

20. Zdobnova T., Sokolova E., Stremovskiy O., Karpenko D, Telford W., Turchin I., Balalaeva I., Deyev S. A novel far-red fluorescent xenograft model of ovarian carcinoma for preclinical evaluation of HER2-targeted immunotoxins Oncotarget, Volume 6, Issue 31, 2015, Pages 30919-30928 (год публикации - 2015)
10.18632/oncotarget.5130

21. Деев С.М., Лебеденко Е.Н. Новые подходы к диагностике и терапии социально значимых заболеваний Астраханский медицинский журнал, Том 10, № 3, С. 82-91 (год публикации - 2015)

22. Е. А. Гребеник, А. Н. Генералова, А. В. Нечаев, Е.В. Хайдуков, К. Е. Миронова, О. А. Стремовский, Е.Н. Лебеденко, А. В. Звягин, С. М. Деев Специфическая визуализация опухолевых клеток с помощью антистоксовых нанофосфоров ActaNaturae, Том 6, №4, выпуск 23, стр. 51-57 (год публикации - 2014)

23. Proshkina GM, Shilova ON, Ryabova AV, Stremovskiy OA, Deyev SM A new anticancer toxin based on HER2/neu-specific DARPin and photoactive flavoprotein miniSOG Biochimie, 118, p.116-122 (год публикации - 2015)
10.1016/j.biochi.2015.08.013

24. Е.А. Гребеник, А.Б. Костюк, С.М. Деев Наноразмерные антистоксовые фосфоры и гибридные конструкции на их основе для биомедицинского применения Успехи химии, том 85, выпуск 12, стр. 1277–1296 (год публикации - 2016)
10.1070/RCR4663

25. Гуллер А. Е., Гребенюк П. Н., Шехтер А. Б., Звягин А. В., Деев С. М. Тканевая инженерия опухолей с использованием биореакторных технологий. Acta naturae, №3, том 8, стр. 49-65. (год публикации - 2016)

26. Шипунова В.О., Никитин М.П., Никитин П.И., Деев С.М. MPQ-cytometry: a magnetism-based method for quantification of nanoparticle-cell interactions. Nanoscale, Том: 8 Выпуск: 25 Стр.: 12764-12772 (год публикации - 2016)
10.1039/c6nr03507h

27. Деев С.М., Лебеденко Е.Н. Супрамолекулярные агенты для тераностики Материалы VII российского симпозиума "Белки и петиды", Новосибирск, 12-17 июля 2015 г., С. 88 (год публикации - 2015)

28. Степанов А.В., Рыбинец А.С., Дронина М.А., Деев С.М. Study of Fibronectin Type III-Like Domains Role in Activation of gp130 Receptor. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, №1, том 161, стр. 72-74 (год публикации - 2016)
10.1007/s10517-016-3348-8

29. С. С. Терехов, И. В. Смирнов, О. Г. Шамборант, М. А. Зенкова, Е. Л. Черноловская, Д. В. Гладких, А. Н. Мурашев, И. А. Дьяченко, В. Д. Кнорре, А. А. Белогуров, Н. А. Пономаренко, С. М. Деев, В. В. Власов, А. Г. Габибов Создание высокоэффективного флуоресцентного зонда для изучения биодеградации фармакологических белковых препаратов in vivo ActaNaturae, том 6, №4, выпуск 23, стр. 58-63 (год публикации - 2014)

30. Smirnov IV, Vorobiev II, Belogurov AA, Genkin DD, Deyev SM, Gabibov AG. Chemical Polysialylation of Recombinant Human Proteins Methods Mol Biol, v. 1321, p. 389-404 (год публикации - 2015)
10.1007/978-1-4939-2760-9_26

31. Хайдуков Е.В., Миронова К.Е., Семчишен В.А., Генералова А.Н., Нечаев А.В., Хоченков Д.А., Степанова Е.В., Лебедев О., Звягин А.В., Деев С.М., Панченко В. Riboflavin photoactivation by upconversion nanoparticles for cancer treatment SCIENTIFIC REPORTS, номер 6, выпуск 35103 (год публикации - 2016)
10.1038/srep35103

32. Зелепукин И.В., Никитин М.П., Нечаев А.В., Звягин А.В., Ниитин П.И., Деев С.М. Near Infrared Luminescent-Magnetic Nanoparticles for Bimodal Imaging in vivo. Тезисы докладов конференции LaserOptics-2016 (год публикации - 2016)

33. Шилова О.Н., Прошкина Г.М., Рябова А.В., Деев С.М. Анти-HER2-фототоксин на основе флавопротеида miniSOG вызывает окислительный стресс и некроз HER2-положительных раковых клеток Вестник Московского университета. Серия 16. Биология., Т. 71, №1, с. (год публикации - 2016)

Публикации