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 24-15-20003

НазваниеТ-КЛЕТОЧНЫЙ ИММУНИТЕТ ПРОТИВ СТАРЕНИЯ: ПОТЕНЦИАЛ И ПЕРСПЕКТИВЫ ДЛЯ ПРОДЛЕНИЯ ПЕРИОДА АКТИВНОГО ДОЛГОЛЕТИЯ

Руководитель Шевырев Даниил Вадимович, Кандидат медицинских наук

Организация финансирования, регион Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Научно-технологический Университет "СИРИУС" , Краснодарский край

Конкурс №91 - Конкурс 2024 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами» (региональный конкурс)

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

Ключевые слова Активное долголетие, T-клеточный рецептор, секвенирование T-клеточных рецепторов, репертуар T-клеточных рецепторов,TCR репертуар,CDR3 репертуар, аутоиммунные заболевания, онкология, продолжительность жизни, гомеостатическая пролиферация, клеточное старение, старение, заболевания ассоциированные с возрастом

Код ГРНТИ76.03.55


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Старение организма связывают с образованием и накоплением сенесцентных клеток под влиянием неблагоприятных факторов и различных стрессов в течение жизни. Индукторами клеточной сенесцентности выступают различные повреждения ДНК, репликативное истощение, окислительный стресс, а также активация генов опухолевой супрессии. Такие клетки отличаются устойчивостью к апоптозу, необратимой остановкой клеточного цикла, нарушениями в работе митохондрий и секрецией ряда воспалительных факторов (SASP – Senescent-Associated Secretory Phenotype). Показано, что накопление сенесцентных клеток при старении сопряжено с повышением рисков развития сердечнососудистых, аутоиммунных и онкологических заболеваний, повышает восприимчивость к инфекциям и снижает эффективность репарации. В недавних исследованиях in vivo показано, что удаление сенесцентных клеток способствует восстановлению физиологических функций, повышает общую сопротивляемость организма и увеличивает продолжительность жизни. Однако высокая антигенная гетерогенность, отсутствие уникального маркера и отсутствие уникального для сенесцентных клеток сигнального пути значительно затрудняют целенаправленное воздействие на эти клетки. Поэтому проблема поиска и разработки эффективного и безопасного метода элиминации сенесцентных клеток с потенциалом к трансляции в клиническую медицину стоит по-прежнему остро. Накопление мутаций, нарушение посттрансляционных модификаций, активация ретроэлементов без длинных концевых повторов, а также повышение экспрессии молекул MHC и адъювантные свойства факторов SASP обеспечивают потенциальную иммуногенность иммунопептидома сенесцентных клеток. Так установлено, что примерно 10% от всех эпитопов в комплексе с MHC-I уникальны для сенесцентных клеток и не встречаются в их молодых аналогах. В настоящее время накапливаются данные косвенно подтверждающие вовлеченность T-клеточного иммунитета в борьбу с сенесцентными клетками. Очевидно, это имеет большое физиологическое значение т.к. для эффективной элиминации сенесцентных клеток необходимо высокое разнообразие антигенраспознающих рецепторов, чтобы с высокой точностью покрыть весь спектр сенесцент-ассоциированных антигенов. Поэтому нами была выдвинута гипотеза, согласно которой существуют антигенспецифические механизмы элиминации сенесцентных клеток опосредованные T-клеточным иммунитетом, снижение эффективности которых с возрастом может играть важную роль в старении организма в целом. Целью данного проекта является изучение роли T-клеточного иммунитета в борьбе с сенесцентными клетками. В рамках достижения поставленной цели нами сформулированы следующие задачи: - отработать методы стимуляции T-клеточного иммунитета против сенесцент-ассоциированных антигенов; - охарактеризовать репертуар T-клеточных рецепторов и фенотип "антисенесцентных" T-лимфоцитов; - оценить возрастные изменения репертуаров и фенотипа "антисенесцентных" T-лимфоцитов. Решение поставленных задач в полном объёме требует использования животных моделей. В нашем проекте помимо классических экспериментов in vitro на клетках человека планируется использовать традиционные эксперименты на мышах, а также изучать «антисенесцентный» T-клеточный иммунитет на нечеловекообразных приматах разного возраста, в том числе на крайне пожилых обезьянах, имеющихся в коллекции. Это открывает широкие возможности для детального изучения T-клеточного иммунитета в контексте борьбы со старением и наделяет данный проект большим потенциалом для трансляции полученных данных на человека. Реализация данного проекта позволит значительно расширить понимание механизмов T-клеточного иммунитета, направленных на борьбу со старением и даст возможность охарактеризовать пул "антисенесцентных" T-лимфоцитов. Это заложит основы для разработки персонифицированных терапевтических подходов для эффективной и безопасной элиминации сенесцентных клеток с потенциалом к трансляции в клиническую медицину.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Профилактическая медицина доказала свою эффективность и экономическую целесообразность. Так, за последнее столетие вакцинация сохранила больше жизней, чем любая другая медицинская технология. В настоящее время успешно используются методы профилактики большинства инфекционных заболеваний, кроме того, активно разрабатываются методы вакцинации против онкологических и даже аутоиммунных заболеваний. В то же время развитие медицины привело к увеличению продолжительности жизни и к росту доли возраст-ассоциированных заболеваний , которые ложатся тяжелым социально-экономическим бременем. В этом контексте разработка vaccine-based подходов для профилактики или лечения возрастных заболеваний открывает широкие перспективы для продления периода активного долголетия и имеет высокий экономический потенциал. Хорошо известно, что развитие возрастных заболеваний связано с накоплением старых и не функциональных клеток (их также называют сенесцентными) в различных органах и тканях. Было показано, что удаление таких клеток приводит к восстановлению функций, омоложению и продлению жизни экспериментальных животных. Однако разработка вакцин против сенесцентных клеток осложняется их антигенной гетерогенностью и отсутствием уникального маркера. Кроме того, сенесцентные клетки – это собственные клетки организма, что может быть причиной их низкой иммуногенности. Основной целью данного проекта является изучение возможности формирования T-клеточного иммунного ответа на антигены, ассоциированные с сенесцентностью. Достижение этой цели возможно через испытание прототипов "сенолитических вакцин", которые бы вызывали детектируемый иммунный ответ в животных моделях. Несмотря на высокое антигенное разнообразие, в настоящее время не известны конкретные антигены, которые были бы уникальными для сенесцентных клеток и не обнаруживались бы в нормальных тканях. Поэтому нами было принято решение использовать различные производные сенесцентных клеток для для дальнейшего тестирования в животных моделях. В первый год выполнения проекта нами были валидированы методы получения достаточного для экспериментальной работы количества сенесцентных клеток. Проведено подтверждение сенесцентного статуса этих клеток, на высоком уровне с помощью современных методов были изучены морфологические особенности получаемых клеток, топология мембран, и особенности их лизосом и митохондрий. Также мы смогли идентифицировать накопление таких клеток в крови и дерме экспериментальных животных с возрастом дублирующими друг друга способами, что подтверждает релевантность использования наших подходов. Кроме это, проведенный нами биоинформатический анализ данных из открытых источников подтвердил накопление сенесцентных клетко в коже человека с возрастом. Наша стратегия включает отработку основных этапов валидации различных методов в мышиных моделях с дальнейшим переходом на исследования с участием нечеловекообразных приматов. Использование такой модели позволит получить данные максимально близкие к человеку. В случае одобрения продолжения проекта, в следующем году мы планируем испытать первые прототипы "сенолитических вакцин" для интенсификации иммунного ответа против стареющих клеток.

 

Публикации

1. Васильева М.И, Шаталова Р.О, Матвеева К.С, Шиндяпин В.В, Минская Е.С, Иванов Р.А, Шевырев Д.В. Senolytic Vaccines from the Central and Peripheral Tolerance Perspective Vaccines, MDPI, Vaccines 12, no. 12: 1389. https://doi.org/10.3390/vaccines12121389 (год публикации - 2024)
https://doi.org/10.3390/vaccines12121389


Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В отчетном периоде 2025 года разработаны и валидированы шесть прототипов сенолитических вакцин: четыре на основе лизатов сенесцентных фибробластов, индуцированных доксорубицином, цисплатином, блеомицином и этопозидом, и две mRNA-вакцины против uPAR на платформе липидных наночастиц. Первая mRNA-конструкция (SNM) содержит MITD-домен для усиления презентации антигена через MHC-I, вторая (SN-Poly) использует Poly I:C в качестве TLR3-адъюванта. Для комплексной оценки сенесцентного состояния создан интегральный индекс (IISI), объединяющий три параметра: долю SA-β-Gal⁺-клеток, снижение митохондриального потенциала и гипертрофию лизосомального аппарата (https://vestnik.rsmu.press/archive/2025/5/5/content?lang=ru ). Кроме того методом машинного зрения по конфокальным изображениям выявлена значительная гетерогенность органелл в стареющих и сенесцентных клетках: мультимодальные распределения флуоресценции лизосомальных и митохондриальных трейсеров отражают сосуществование субпопуляций лизосом и митохондрий с различными характеристиками в пределах одной клетки. При этом наибольшее влияние на митохондриальный и лизосомальный компартменты оказывали доксорубицин и цисплатин, повышая число митохондрий со сниженным потенциалом и также повышая число укрупненных лизосом со сниженным pH (https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12565627/). Анализ иммуногенности показал, что индукторы, особенно доксорубицин, усиливают экспрессию генов SASP (Ccl2, Il6, Mmp3) и молекул, участвующих в презентации антигенов (в первую очередь CD40). Антигенпрезентирующие клетки, нагруженные лизатами сенесцентных фибробластов после индукции доксорубицином и цисплатином, лучше других лизатов вызывали активацию T-клеток и продукцию ими IFNy. Это подтверждает не только иммуногенный потенциал сингенных сенесцентных клеток, но и способность адаптивного иммунитета и, в частности, T-клеток распознавать такие антигены и формировать иммунный ответ. В экспериментах in vivo трехкратная иммунизация мышей прототипами сенолитических вакцин вызывала экспансию клонов T-клеток, что свидетельствует о формировании антигенспецифического ответа на ассоциированные с сенесцентностью антигены. Биоинформатический анализ scRNA-seq кожи здоровых доноров (18–76 лет, n=32) выявил возрастную функциональную перестройку T-клеточного компартмента: снижение числа и цитотоксической активности CD8⁺-лимфоцитов и увеличение доли регуляторных T-клеток, что может лежать в основе приобретенной толерантности к сенесцентным антигенам, которая формируется при старении. Снижение цитотоксической активности в сочетании с усилением функций регуляторных T-клеток может создавать толерогенную среду, способствующую накоплению сенесцентных клеток (doi 10.18699/vjgb-25-118). По-видимому, это активный процесс формирования периферической толерантности к ассоциированным с сенесцентностью антигенам, при котором иммунная система теряет способность распознавать и элиминировать сенесцентные клетки. Выявленный дисбаланс в компартменте T-лимфоцитов представляет потенциальную мишень для терапевтического вмешательства, направленного на восстановление иммунного надзора и элиминацию стареющих клеток. Полученные в 2025 году результаты демонстрируют перспективность сенолитических вакцин для стимуляции иммунной системы к элиминации сенесцентных клеток и открывают новые возможности для геропротективных стратегий.

 

Публикации

1. Римма Шаталова, Илья Ларин, Даниил Шевырев Multifactorial Imaging Analysis as a Platform for Studying Cellular Senescence Phenotypes MDPI Journal of Imaging (год публикации - 2025)
10.3390/jimaging11100351

2. Р. О. Шаталова, Д. В. Шевырев Изменения митохондриального и лизосомного компартментов в условиях химиоиндуцированной сенесцентности Вестник РГМУ Для англоязычной версии: (Bulletin of Russian State Medical University, DOI: 10.24075/brsmu.2025.045) (год публикации - 2025)
10.24075/vrgmu.2025.045

3. К. С. Матвеева, Д. В. Шевырев Возрастные изменения в иммунной системе стареющих мышей Вестник РГМУ (Bulletin of Russian State Medical University 10.24075/brsmu.2025.043 - для англоязычной версии) (год публикации - 2025)
10.24075/vrgmu.2025.043

4. К.С. Матвеева, С.К. Колмыков, Т.С. Соколова, Д.Р. Салимов, Д.В. Шевырев Senescent cell accumulation is associated with T-cell imbalance in the skin Вавиловский журнал генетики и селекции Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2025;29(7):1137-1144, Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2025;29(7):1137-1144 (год публикации - 2025)
https://doi.org/10.18699/vjgb-25-118