Органоидоподобные 3D-модели рака молочной железы, состоящие из опухолевых, стромальных и иммунных клеток

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 20-74-10039

НазваниеОрганоидоподобные 3D-модели рака молочной железы, состоящие из опухолевых, стромальных и иммунных клеток

Руководитель Нуштаева Анна Андреевна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук , Новосибирская обл

Конкурс №50 - Конкурс 2020 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

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

Ключевые слова Злокачественные опухоли молочной железы, клеточные технологии, иммунная система, химерные антигенные рецепторы, CAR, 3D-культуры клеток.

Код ГРНТИ34.19.21

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проблема борьбы с онкологическими заболеваниями является существенной для социально-экономического развития России. Появление новых иммунотерапевтических подходов для лечения различных злокачественных новообразований позволят надеяться на улучшение ситуации в области онкологии. В целом, эти стратегии нацелены на усиление иммунного ответа против опухолевых клеток. Разработка таких подходов обуславливает потребность в соответствующих сложных трехмерных органоидоподобных моделях in vitro для изучения таких процессов, как инфильтрация опухолевых узлов цитотоксическими Т- и NK-клетками, секреция цитокинов клетками опухоли и стромы, доставка лекарственных препаратов и миграция опухолевых клеток. Взаимодействие между различными типами клеток в 3D культурах также можно изучать при совместном культивировании клеток различного гистологического происхождения, в том числе клеток иммунной системы. Опухолевые клетки уходят от иммунного ответа, активируя иммуносупрессорные механизмы, в значительной степени опосредованные клетками стромы опухоли. Взаимодействия и межклеточный сигналинг между фибробластами, ассоциированными с опухолью, адипоцитами, иммунными клетками, эндотелиальными клетками, перицитами, внеклеточным матриксом и растворимыми факторами модулируют ответ опухоли на терапию, поэтому стратегии, нацеленные на установление особенностей и ключевых событий таких взаимодействий, позволяют реализовать новые возможности в противоопухолевой терапии. В свете последних открытий показано, что инициаторами опухолевого процесса и процесса метастазирования являются опухоль-инициирующие клетки, обладающие рядом характеристик стволовых клеток. Такие опухоль-инициирующие клетки несут часть маркеров стволовых клеток, поэтому их также называют опухолевыми стволовыми клетками (ОСК). Поэтому, важность исследования методов воздействия на ОСК не вызывает сомнений. До сих пор методологию создания персональных 3D культур нельзя назвать рутинным методом. Например, создание 3D модели культивирования клеток молочной железы предполагает формирование сферических структур, которые можно выращивать в суспензии, в капсулированном виде или с использованием матриксов (носителей с разной степенью жесткости), формировать трехмерные структуры методом биопечати и т.д. Фенотип клеток в 3D культурах часто имеет характерную для тканевого источника морфологию, полярность, профиль экспрессии генов и скорость пролиферации. Преимущества использования клеток, выращенных в виде трехмерной культуры, для оценки эффективности новых лекарственных агентов и других путей воздействия на опухоль обусловлены такими свойствами, как наличие градиентов концентрации кислорода и питательных веществ, увеличение межклеточных взаимодействий, различие скорости клеточной пролиферации по всей трехмерной структуре, воздействие стромальных клеток в опухолевом микроокружении. Исследования последних лет показывают способность 3D культур клеток поддерживать особенности молекулярного фенотипа опухолевых клеток, которые наблюдаются в условиях in vivo в зависимости от типа клеток и условий культивирования. В ходе выполнения проекта мы разработаем метод культивирования многокомпонентной клеточной органоидоподобной 3D-3-модели ЗОМЖ, состоящей из опухолевых, стромальных и иммунных клеток для изучения взаимодействия между опухолью, микроокружением и иммунными клетками. Созданные в ходе выполнения проекта органоидоподобные 3D-модели ЗОМЖ, включающие в свой состав CAR-YT-NK-клетки, несущие CAR к мишеням на опухолевых клетках и опухоль стволовые клетки, будут уникальными и востребованными многокомпонентными клеточными органоидоподобными 3D-моделями ЗОМЖ. Представленную модельную систему можно будет использовать для исследования 1) миграционного потенциала опухолевых клеток, 2) иммуносупрессорной роли опухоль-ассоцированных фибрабластов, 3) доступности клеток опухоли для Т- и NK-клеток и их потенциала «киллинга» при различных режимах активации.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Ермаков М.С., Коваль О.А., Нуштаева А.А. Влияние длительной гипоксии на свойства опухоль-ассоциированных фибробластов. VII Международная конференция молодых ученых: биофизиков, биотехнологов, молекулярных биологов и вирусологов — 2020: cб. тез. / АНО «Иннов. центр Кольцово». — Новосибирск : ИПЦ НГУ, 2020. — 642 с., с.443-444 (год публикации - 2020)

2. Коваль О.А., Троицкая О.С., Варламов М.Е., Кочнева Г.В., Нуштаева А.А., Семенов Д.В., Кулемзин С.В., Ибрагимова М.К., Цыганов М.М., Литвяков Н.В., Рихтер В.А. Cellular EGFR signaling has an influence on oncolytic activity of VGF-deleted vaccinia virus [не опубликована] (год публикации - 2021)

3. Ермаков М.С., Нуштаева А.А., Коваль О.А., Рихтер В.А. Опухоль-ассоциированные фибробласты и их роль в опухолевой прогреcсии Вавиловский журнал генетики и селекции (год публикации - 2021)

4. Савинкова М.М., Ермаков М.С., Рихтер В.А., Коваль О.А., Нуштаева А.А. Гетерогенные 3D-2-модели злокачественных опухолей молочной железы, на основе комбинации опухолевых и стромальных клеток Издательство: Принт Центр, Нальчик, ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ НАУКА ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ. АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, СОВРЕМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В МЕДИЦИНЕ. АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ Материалы II Международной научно-практической конференции. - 2021- c.33 (год публикации - 2021)

5. Троицкая О.С., Новак Д., Нуштаева А.А., Савинкова М.М., Варламов М., Ермаков М., Рихтер В.А., Коваль О.А. EGFR Transgene Stimulates Spontaneous Formation of MCF7 Breast Cancer Cells Spheroids with Partly Loss of HER3 Receptor MDPI Journals Int. J. Mol. Sci., Int. J. Mol. Sci. 2021, 222, 12937. (год публикации - 2021)
10.3390/ijms222312937

6. Савинкова М.М., Ермаков М.С., Рихтер В.А., Коваль О.А., Нуштаева А.А. Современные 3D-2-клеточные модели рака молочной железы на основе комбинации опухолевых и стромальных клеток ООО «ИД «АБВ-пресс»,, УСПЕХИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ОНКОЛОГИИ, T.8, №4, приложение МАТЕРИАЛЫ VI Всероссийской конференции по молекулярной онкологии 21–23 декабря 2021 г., Москва. (год публикации - 2021)
10.17650/2313-805X-2021-8-4

7. Новак Д.Д., Троицкая О.С., Варламов М.Е., Ермаков М.С. Новая 3D-модель на основе клеток MCF7, гиперэкспрессирующих EGFR, как инструмент для исследования эффективности противоопухолевых препаратов, таргетных к EGFR, а также направленных на подавление метастазирования МНСК-2022. Молекулярная биология. Материалы 60-й Международной научной студенческой конференции. Новосибирский национальный исследовательский государственный университет (Новосибирск) 10-20 апреля 2022 (год публикации - 2022)

8. Савинкова М. М., Ермаков М. С. Гетерогенные клеточные сфероиды злокачественных опухолей молочной железы МНСК-2022. Молекулярная биология. Материалы 60-й Международной научной студенческой конференции. Новосибирский национальный исследовательский государственный университет (Новосибирск) 10-20 апреля 2022 (год публикации - 2022)

9. Савинкова М.М., Ермаков М.С., Новак Д.Д., Варламов М.Е., Рихтер В.А., Коваль О.А., Нуштаева А.А. 3D-2 heterogeneous breast cancer models Выпуск подготовлен информационно-издательским отделом ИЦиГ СО РАН, Новосибирск, Bioinformatics of Genome Regulation and Structure/Systems Biology (BGRS/SB-2022) : The Thirteenth International Multiconference (04–08 July 2022, Novosibirsk, Russia); Abstracts, p. 839 (год публикации - 2022)
10.18699/SBB-2022-489

10. НУШТАЕВА А. А., АБДУРАХМАНОВА М.М., ЕРМАКОВ М.С., РИХТЕР В. А., ГАЙНЕР Т.А., КОВАЛЬ О. А. СОЗДАНИЕ ПАНЕЛИ КУЛЬТУР КЛЕТОК РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ОПУХОЛЕВОЙ ПРОГРЕССИИ И РАЗРАБОТКИ ТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (Санкт-Петербург), КОЛЛЕКЦИИ КУЛЬТУР КЛЕТОК ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ: СОВРЕМЕННЫЕ ВЫЗОВЫ И СЕТЕВЫЕ РЕШЕНИЯ Сборник тезисов докладов Всероссийской школы-конференции. Санкт-Петербург, 2022, стр. 93-94. (год публикации - 2022)
10.l8720/SPBPU/2/id22-l36

11. АБДУРАХМАНОВА М.М., ЕРМАКОВ М.С., ТРОИЦКАЯ О.С., РИХТЕР В.А., КОВАЛЬ О.А., НУШТАЕВА А.А. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ 17P-ЭСТРАДИОЛА И TGF-P НА ПРОЛИФЕРАТИВНЫЙ И ИНВАЗИВНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ КЛЕТОК В СОСТАВЕ ТРЕХМЕРНЫХ КЛЕТОЧНЫХ МОДЕЛЕЙ РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (Санкт-Петербург), КОЛЛЕКЦИИ КУЛЬТУР КЛЕТОК ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ: СОВРЕМЕННЫЕ ВЫЗОВЫ И СЕТЕВЫЕ РЕШЕНИЯ Сборник тезисов докладов Всероссийской школы-конференции. Санкт-Петербург, 2022, стр. 9-10 (год публикации - 2022)
10.18720/SPBPU/2/id22-95

12. НОВАК Д.Д., ТРОИЦКАЯ О.С., НУШТАЕВА А.А., ВАРЛАМОВ М.Е., КОВАЛЬ О.А. ЗD-МОДЕЛЬ НА ОСНОВЕ КЛЕТОК MCF7, ГИПЕРЭКСПРЕССИРУЮЩИХ EGFR, КАК ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОТИВООПУХОЛЕВЫХ ТАРГЕТНЫХ ПРЕПАРАТОВ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (Санкт-Петербург), КОЛЛЕКЦИИ КУЛЬТУР КЛЕТОК ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ: СОВРЕМЕННЫЕ ВЫЗОВЫ И СЕТЕВЫЕ РЕШЕНИЯ Сборник тезисов докладов Всероссийской школы-конференции. Санкт-Петербург, 2022, стр.89-90 (год публикации - 2022)
10.l8720/SPBPU/2/id22-l34

13. Нуштаева А.А., Абдурахманова М.М., Кулемзин С.В. , Беловежец Т.Н., Рихтер В.А, Коваль О.А. Современные 3D-модели рака молочной железы для изучения взаимодействия опухолевых клеток с клетками микроокружения ООО «Офсет-ТМ», СИНТЕТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ И БИОФАРМАЦЕВТИКА Материалы всероссийской конференции. Новосибирск, 2022, стр. 61 (год публикации - 2022)

14. Кулемзин С.В. Выбор клеток-эффекторов для клеточной терапии онкологических заболеваний ООО «Офсет-ТМ», СИНТЕТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ И БИОФАРМАЦЕВТИКА Новосибирск, 24–28 июля 2022 года, стр.59 (год публикации - 2022)

15. А. А. Нуштаева, М. М. Савинкова, М. С. Ермаков, М. Е. Варламов, Д. Д. Новак, В. А. Рихтер, О. А. Коваль Breast Cancer Cells in 3D Model Alters Their Sensitivity to Hormonal and Growth Factors (перевод) Pleiades Publishing, ISSN 1990-519X, Cell and Tissue Biology, 2022, Vol. 16, No. 6, pp. 555–567. © Pleiades Publishing, Ltd., 2022. Russian Text © The Author(s), 2022, published in Tsitologiya, 2022, Vol. 64, No. 4, pp. 353–365. (год публикации - 2022)
10.1134/S1990519X22060050

16. Нуштаева А.А., Ермаков М.С., Абдурахманов М.М., Троицкая О.С., Беловежец Т.Н., Варламов М.Е., Гайнер Т.А., Рихтер В.А., Коваль О.А. “Pulsed Hypoxia” Gradually Reprograms Breast Cancer Fibroblasts into Pro-Tumorigenic Cells via Mesenchymal–Epithelial Transition International Journal of Molecular Sciences, MDPI, Basel, Switzerland, Int. J. Mol. Sci. 2023, 24(3), 2494 (год публикации - 2023)
10.3390/ijms24032494

17. Новак Д.Д., Троицкая О.С., Нуштаева А.А., Варламов М.Е., Абдурахманова М. М., Коваль О.А. Трёхмерная модель РМЖ на основе клеток MCF7, гиперэкспрессирующих EGFR. М.: Издательство «Перо», 2022, Москва, Научные труды. Том 3. – М.: Издательство «Перо», 2022. – с.129. (год публикации - 2022)

18. НОВАК Д.Д., ТРОИЦКАЯ О.С., НУШТАЕВА А.А., ВАРЛАМОВ М.Е., КОВАЛЬ О.А. Исследование свойств сфероидов на основе клеток MCF7 с гиперэкспрессией EGFR Издательский дом «АБВ-пресс», Москва, Успехи молекулярной̆ онкологии. Том 9. No 4. 2022, с. 150 (год публикации - 2022)
10.17650/2313-805X-2022-9-4

19. Абдурахманова М.М., Беловежец Т.Н., Кулемзин С.В., Рихтер В.А., Коваль О.А., Нуштаева А.А. Гетеротипическая клеточная 3D-модель рака молочной железы, имитирующая микроокружение опухоли Издательский дом «АБВ-пресс», Москва, Успехи молекулярной̆ онкологии. Том 9. No 4. 2022. – с.84 (год публикации - 2022)
10.17650/2313-805X-2022-9-4-5-150

20. Новак Д.Д., Троицкая О.С., Нуштаева А.А., Жильникова М.В., Рихтер В.А., Мещанинова М.И., Коваль О.А. Подавление EGFR ингибирует сферообразование клеток культуры MCF7 с гиперэкспрессией EGFR Acta Naturae, Москва, T2, 2023 (год публикации - 2023)

21. АбдурахмановаМ. М., Ермаков М. С., Рихтер, О. А. Коваль, А. А. Нуштаева ОПТИМИЗАЦИЯ ПОДХОДОВ ФОРМИРОВАНИЯ ГЕТЕРОГЕННЫХ ТРЕХМЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ООО «Эко-Вектор», Санкт-Петербург, Гены и клетки, Т.14, №4, 2022 (год публикации - 2022)

22. Абдурахманова М. М., Леонтьева А. А., Зверева С. П., Беловежец Т. Н., Кулемзин С. В., Коваль О. А., Рихтер В. А., Нуштаева А. А. Конструирование гетеротипической клеточной 3D-модели рака молочной железы для оценки межклеточного взаимодействия в опухоли. Биосистемы: организация, поведение, управление: Тезисы докладов 76-й Всероссийской школы-конференции молодых ученых (Н. Новгород, 11–14 апреля 2023 г.). Н. Новгород, Университет Лобачевского. 2023. 383 с, «Биосистемы: организация, поведение, управление»: 76-я Всероссийская школаконференция молодых ученых. Нижний Новгород, 11–14 апреля 2023 г., с. 7. (год публикации - 2023)

23. Леонтьева А. А., Абдурахманова М. М., Зверева С. П., Нуштаева А. А. Подходы к формированию 3D и 3D-2 моделей рака молочной железы. Новосибирский национальный исследовательский государственный университет (Новосибирск), МНСК-2023. Молекулярная биология. Материалы 61-й Международной научной студенческой конференции. Новосибирский национальный исследовательский государственный университет (Новосибирск) 17-26 апреля 2023 (год публикации - 2023)

24. Леонтьева А. А., Абдурахманова М. М., Зверева С. П., Рихтер В.А., Коваль О.А., Нуштаева А. А Оптимизация подходов формирования гомо- и гетеротипических трехмерных моделей рака молочной железы Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова", Биологический факультет, СТУДЕНЧЕСКИЙ БИОХИМИЧЕСКИЙ ФОРУМ – 2023, Москва, 12-13 марта 2023 г. Tом 1, c. 59. (год публикации - 2023)

25. Савинкова, М.М., Ермаков М.С., Рихтер В.А., Коваль О.А., Нуштаева А.А. ГЕТЕРОГЕННЫЕ 3D-2 КЛЕТОЧНЫЕ МОДЕЛИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ Новосибирский национальный исследовательский государственный университет (Новосибирск), OpenBio-2021. VIII международная конференция молодых ученых: биофизиков, биотехнологов, молекулярных биологов и вирусологов, с.329 (год публикации - 2021)

26. М. С. Ермаков, А. А. Нуштаева, В. А. Рихтер, О. А. Коваль ОПУХОЛЬ-АССОЦИИРОВАННЫЕ ФИБРОБЛАСТЫ И ИХ РОЛЬ В ОПУХОЛЕВОЙ ПРОГРЕССИИ ВАВИЛОВСКИЙ ЖУРНАЛ ГЕНЕТИКИ И СЕЛЕКЦИИ, Т.35, №1, С.14-21 (год публикации - 2022)
10.18699/VJGB-22-03

27. Нуштаева А. А., Савинкова М. М., Ермаков М. С., Варламов М. Е., Новак Д. Д., Рихтер В. А., Коваль О. А. КЛЕТКИ РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ИЗМЕНЯЮТ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К ГОРМОНАЛЬНЫМ И РОСТОВЫМ СТИМУЛАМ ПРИ 3D-КУЛЬТИВИРОВАНИИ Журнал Цитология, ЦИТОЛОГИЯ 2022, том 64, № 4 УДК 57.085.23: 616-006.66 (год публикации - 2022)

28. М.М. Абдурахманова, С.В. Кулемзин, Т.Н. Беловежец, В.А. Рихтер , О.А. Коваль, А.А. Нуштаева 3D-3-МОДЕЛЬ РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ, СОСТОЯЩАЯ ИЗ ОПУХОЛЕВЫХ, СТРОМАЛЬНЫХ И ИММУННЫХ КЛЕТОК АНО «Иннов. центр Кольцово», IX Международная конференция молодых ученых: вирусологов, биотехнологов, биофизиков, молекулярных биологов и биоинформатиков — 2022: Cб. тез. (год публикации - 2022)

Публикации