Анализ эффективности активации адаптивного иммунитета при проведении противоопухолевой вакцинации фотоиндуцированными клетками глиомы

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 22-25-00716

НазваниеАнализ эффективности активации адаптивного иммунитета при проведении противоопухолевой вакцинации фотоиндуцированными клетками глиомы

Руководитель Турубанова Виктория Дмитриевна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" , Нижегородская обл

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-108 - Иммунология

Ключевые слова Иммуногенная клеточная смерть, апоптоз, некроз, некроптоз, ферроптоз, фотодинамическая терапия, нейроонкология, иммунизация, дендритноклеточные вакцины

Код ГРНТИ76.03.55

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Возникновение злокачественных новообразований является результатом приобретения опухолевыми клетками по сравнению с нормальными клетками организма фенотипических преимуществ, которые способствуют их выживанию, пролиферации и метастазированию (Hanahan end Weinberg, 2011). Одним из таких преимуществ является уход от иммунологического надзора, в том числе способность к подавлению презентации антигена и блокированию сигналов адаптивной иммунной системы (Wang et al., 2018). К настоящему времени известно, что при проведении противоопухолевой терапии ряд цитотоксических агентов не только позволяют замедлить пролиферацию, но и индуцировать определенный тип гибели опухолевых клеток, называемый иммуногенной клеточной смертью (immunogenic cell death, ICD), фактически превращающий раковые клетки в собственную вакцину. Данный эффект приводит к установлению противоопухолевого иммунного ответа, который способствует уничтожению устойчивых к терапии злокачественных клеток, а также иммунной памяти, предотвращающей возникновение рецидивов. Таким образом, проведение противоопухолевых мероприятий, направленных на индукцию ICD, рассматривается в качестве ключевой стратегии иммунотерапии рака (Casares et al., 2005; Kepp et al., 2014; Garg et al., 2012). Фотодинамическая терапия (ФДТ) является одной из наиболее перспективных подходов адьювантной терапии в лечении рака, в том числе опухолей головного мозга. Противоопухолевые эффекты ФДТ являются результатом трех взаимосвязанных механизмов - прямого цитотоксического воздействия на опухолевые клетки, повреждения сосудистой сети опухоли и индукции воспалительной реакции, которая может привести к развитию иммунного ответа (Agostinis et al., 2011). Терапия рака фотодинамическим воздействием ограничена опухолями, которые возможно облучить дальним красным светом: это поверхностные опухоли, либо опухоли полых внутренних органов. Однако применение ФДТ в контексте индукции ICD открывает возможности разработки высокоэффективных противоопухолевых вакцин. Помимо успешных экспериментов in vitro, в моделях противоопухолевой вакцинации на иммунокомпетентных мышах ФДТ хорошо зарекомендовала себя в качестве индуктора ICD. При проведении вакцинации ФДТ-индуцированными клетками использовались лизаты и супернатанты клеток, которые действовали как профилактические вакцины, предотвращающие рост опухоли у животного (Adkins et al., 2015; Galluzzi et al., 2017; Zhang et al., 2021). Такая противоопухолевая защита коррелировала с созреванием дендритных клеток и продукцией IL-12. ФДТ с применением фотосенсибилизаторов хлорин и редапорфин использовалась в разработке цельноклеточных вакцин, которые показали опухолеспецифичность, что означает, что противоопухолевый эффект будет активен в отношении появления опухолевых очагов этого же типа клеток (Korbelik and Merchant, 2012; Gomes-da-Silva et al., 2018). Тем не менее, проведение профилактической противоопухолевой вакцинации сохраняет риск формирования опухоли, поскольку используемая в качестве вакцины клеточная суспензия может содержать до 30% живых опухолевых клеток. В следствие этого, перспективным направлением в онкоиммунологии является разработка дендритных вакцин, основанных на активации антигенпрезентирующих клеток в присутствии опухолевых клеток, погибающих по иммуногенному пути. Особенно важное значение это имеет для терапии глиом, поскольку данный тип опухолей характеризуется быстрой скоростью пролиферации и инвазивным ростом, а также высокой устойчивостью к традиционной терапии с низким процентом выживаемости пациентов. В модели ортотопических мышей c глиобластомой уже были протестированы клинически релевантные версии дендритных вакцин на основе ICD (Garg et al., 2016). В настоящем проекте мы предлагаем проанализировать эффективность применения дендритноклеточных вакцин на основе ФДТ-индуцированных опухолевых клеток, погибающих по иммуногенному пути, в животной модели глиомы in vivo. 1. Hanahan D., Weinberg R.A. Hallmarks of cancer: the next generation // Cell. 2011 V. 144, N 5. P. 646-674. 2. Wang J.J., Lei K.F., Han F. Tumor microenvironment: recent advances in various cancer treatments // Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2018. V. 22, N 12. P. 3855-3864. 3. Casares N., Pequignot M.O., Tesniere A., Ghiringhelli F., Roux S., Chaput N., Schmitt E., Hamai A., Hervas-Stubbs S., Obeid M., Coutant F., Metivier D., Pichard E., Aucouturier P., Pierron G., Garrido C., Zitvogel L., Kroemer G. Caspase-dependent immunogenicity of doxorubicin-induced tumor cell death // J. Exp. Med. 2005. V. 202. P. 1691-1701 4. Kepp O., Senovilla L., Vitale I., et al. Consensus guidelines for the detection of immunogenic cell death // Oncoimmunology. 2014. V. 3, N 9. e955691. 5. Garg A.D., Krysko D.V., Vandenabeele P., Agostinis P. The emergence of phox-ER stress induced immunogenic apoptosis // Oncoimmunology. 2012. V. 1, N 5. P. 786-788. 6. Agostinis P., Berg K., Cengel K.A., Foster T.H., Girotti A.W., Gollnick S.O., Hahn S.M., Hamblin M.R., Juzeniene A., Kessel D., Korbelik M., Moan J., Mroz P., Nowis D., Piette J., Wilson B.C., Golab J.. Photodynamic therapy of cancer: an update // CA Cancer J Clin. 2011. V. 61, N 4. P. 250-281. 7. Adkins I., Fucikova J., Garg A.D., Agostinis P., Špíšek R. Physical modalities inducing immunogenic tumor cell death for cancer immunotherapy // Oncoimmunology. 2015. V. 3, N 12. e968434. 8. Galluzzi L., Bravo-San Pedro J.M., Demaria S., Formenti S.C., Kroemer G. Activating autophagy to potentiate immunogenic chemotherapy and radiation therapy // Nat Rev Clin Oncol. 2017. V. 14, N 4. P. 247-258. 9. Zhang Y., Cheung Y.K., Ng D.K.P., Fong W.P. Immunogenic necroptosis in the anti-tumor photodynamic action of BAM-SiPc, a silicon(IV) phthalocyanine-based photosensitizer // Cancer Immunol Immunother. 2021. V. 70, N 2. P. 485-495. 10. Korbelik M., Merchant S. Photodynamic therapy-generated cancer vaccine elicits acute phase and hormonal response in treated mice // Cancer Immunol Immunother. 2012. V. 61, N 9. P. 1387-1394. 11. Gomes-da-Silva L.C., Zhao L., Bezu L., Zhou H., Sauvat A., Liu P., Durand S., Leduc M., Souquere S., Loos F., Mondragón L., Sveinbjørnsson B., Rekdal Ø., Boncompain G., Perez F., Arnaut L.G., Kepp O., Kroemer G. Photodynamic therapy with redaporfin targets the endoplasmic reticulum and Golgi apparatus // EMBO J. 2018. V. 37, N 13. e98354. 12. Garg A.D., Vandenberk L., Koks C., Verschuere T., Boon L., Van Gool S.W, Agostinis P. Dendritic cell vaccines based on immunogenic cell death elicit danger signals and T cell-driven rejection of high-grade glioma // Sci Transl Med. 2016. V. 8, N 328. 328ra27.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Савюк М.О., Турубанова В.Д., Мищенко Т.А., Лермонтова С.А., Клапшина Л.Г., Крысько Д.В., Ведунова М.В. Unraveling of Functional Activity of Primary Hippocampal Neuron-Glial Networks in Photodynamic Therapy Based on Tetracyanotetra(aryl)porphyrazines Cells, 11(7):1212 (год публикации - 2022)
10.3390/cells11071212

2. Турубанова В.Д., Савюк М.О., Ефимова Ю.В., Мищенко Т.А., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Vaccination with dendritic cells pulsed with glioma killed by photodynamic therapy induces efficient antitumor immunity Bioinformatics of Genome Regulation and Structure/Systems Biology (BGRS/SB-2022) : The Thirteenth International Multiconference (04–08 July 2022, Novosibirsk, Russia). Abstracts, C. 856-857 (год публикации - 2022)
10.18699/BGRS/SB-2022-500

3. Редькин Т.С., Савюк М.О., Слепцова Е.Е., Турубанова В.Д., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Оценка эффективности противоопухолевой вакцинации на основе ФДТ-индуцированных клеток глиомы GL261 с использованием тетра(арил)тетрацианопорфиразнов IX Международная конференция молодых ученых: вирусологов, биотехнологов, биофизиков, молекулярных биологов и биоинформатиков — 2022: Cборник тезисов, АНО «Иннов. центр Кольцово». — Новосибирск : ИПЦ НГУ, 2022. С. 381 (год публикации - 2022)

4. Слепцова Е.Е., Редькин Т.С., Савюк М.О., Мищенко Т.А., Ведунова М.В., Турубанова В.Д., Крысько Д.В. Профилактическая вакцина на основе клеток глиомы, подвергшихся фотодинамическому воздействию с использованием тетра(арил)тетрацианопорфиразинов, способствует активации иммунного ответа in vivo Успехи молекулярной онкологии, Т. 9, №4, С. 138 (год публикации - 2022)

5. Редькин Т.С., Слепцова Е.Е., Абузова А.С., Савюк М.О., Мищенко Т.А., Ведунова М.В., Турубанова В.Д., Крысько Д.В. Анализ активации адаптивного иммунного ответа в модели профилактической противоопухолевой вакцинации ФДТ-индуцированными клетками глиомы GL261 Успехи молекулярной онкологии, Т.9, №4, С.131 (год публикации - 2022)

6. Редькин Т.С., Слепцова Е.Е., Турубанова В.Д., Савюк М.О., Лермонтова С.А., Клапшина Л.Г., Пескова Н.Н., Балалаева И.В., Крысько О., Мищенко Т.А., Ведунова В.М., Крысько Д.В. Dendritic Cells Pulsed with Tumor Lysates Induced by Tetracyanotetra(aryl)porphyrazines-Based Photodynamic Therapy Effectively Trigger Anti-Tumor Immunity in an Orthotopic Mouse Glioma Model Pharmaceutics, 15(10):2430 (год публикации - 2023)
10.3390/pharmaceutics15102430

7. Мищенко Т., Балалаева И., Турубанова В., Савюк М., Шилягина Н., Крысько О., Ведунова М., Крысько Д. Gold standard assessment of immunogenic cell death induced by photodynamic therapy: From in vitro to tumor mouse models and anti-cancer vaccination strategies Methods in Cell Biology, Academic Press, Academic Press, 2023 (год публикации - 2023)
10.1016/bs.mcb.2023.05.003

8. Слепцова Е.Е., Редькин Т.С., Савюк М.О., Турубанова В.Д. Mechanisms of triggering antitumor immunity: from photodynamic effects to immunogenic cell death Гены и Клетки (год публикации - 2024)

9. Слепцова Е.Е., Савюк М.О., Турубанова В.Д., Редькин Т.С., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Анализ фагоцитарной активности дендритных клеток, сокультивируемых с умирающими и мертвыми клетками глиомы GL261, подвергшихся фотодинамическому войздействию на основе тетрацианотетра(арил)порфиразина (pz iv) VII Съезд биофизиков России. Сборник научных трудов. В 2-х томах. Кубанский государственный технологический университет (Краснодар), VII Съезд биофизиков России. Сборник научных трудов. В 2-х томах. Том 2. Стр. 138-139 (год публикации - 2023)

10. Слепцова Е.Е., Турубанова В.Д., Редькин Т.С., Савюк М.О., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Анализ экспонирования кальретикулина на поверхности клеток глиомы, подвергшихся фотодинамически-индуцируемой клеточной гибели с использованием тетраарилтетраанопорфиразина (pz ii) XXXV Зимняя молодёжная научная школа "Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии". Сборник тезисов, Стр. 109 (год публикации - 2023)

11. Слепцова Е.Е., Редькин Т.С., Савюк М.О., Кондакова Е.В., Ведунова М.В., Турубанова В.Д., Крысько Д.В. Investigation of the features of immunogenic cell death caused by photodynamic exposure using a photosensitizer from the tetra(aryl)tetracyanophyrazines group with 9-phenanthrenyl as a side substituent Гены и Клетки (год публикации - 2023)

12. Редькин Т.С., Слепцова Е.Е., Савюк М.О., Ведунова М.В., Турубанова В.Д., Крысько Д.В. The efficacy of antitumor vaccines based on photoinduced GL261 glioma cells using photosensitizers from the group of tetra(aryl)tetracyanoporphyrases with different aryl substituents Гены и Клетки (год публикации - 2023)

13. Редькин Т.С., Савюк М.О., Слепцова Е.Е., Турубанова В.Д., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Оценка созревания профессиональных антигенпрезентирующих клеток после сокультивации с фотоиндуцированными тетра(арил)тетрацианпорфиразином клетками мышиной глиомы VII Съезд биофизиков России. Сборник научных трудов. В 2-х томах. Кубанский государственный технологический университет (Краснодар), Стр. 248 (год публикации - 2023)

14. Редькин Т.С., Савюк М.О., Слепцова Е.Е., Турубанова В.Д., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Оценка эффективности противоопухолевой вакцинации на основе ФТД-индуцированных клеток глиомы Gl261 с использованием фотосенса XXXV Зимняя молодёжная научная школа "Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии". Сборник тезисов., Стр. 109 (год публикации - 2023)

15. Турубанова В.Д., Савюк М.О., Слепцова Е.Е., Редькин Т.С., Мищенко Т.А., Балалаева И.В., Лермонтова С.А., Клапшина Л.Г., Ведунова М.В., Крысько Д.В. Фотодинамически-индуцируемая иммуногенная клеточная смерть как основа эффективной дендритноклеточной вакцинации против глиомы мышей VII Съезд биофизиков России. Сборник научных трудов. В 2-х томах. Кубанский государственный технологический университет (Краснодар), Стр. 295-296 (год публикации - 2023)
https://www.elibrary.ru/item.asp?id=53955013

16. Редькин Т.С., Савюк М.О., Крысько Д.В., Турубанова В.Д., Ведунова М.В. Противоопухолевые эффекты фотодинамически-индуцированных клеточных продуктов Биосистемы: организация, поведение, управление: Тезисы докладов 75-й Всероссийской с международным участием школы-конференции молодых ученых, С. 192 (год публикации - 2022)

Публикации