Направление 2. ОНКОЛОГИЯ. Разработка методов диагностики и комплексного лечения злокачественных новообразований

Направление фундаментальных исследований РАМН

РаЗДЕЛ I. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ МЕДИЦИНСКОЙ НАУКИ

Направление 4. Клеточные технологии: в создании новых методов диагностики, использовании стволовых клеток для лечения социально значимых заболеваний и созданий новых лекарственных средств

РАЗДЕЛ II. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ, ДИАГНОСТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ СОЦИАЛЬНО ЗНАЧИМЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ:

Направление 2. ОНКОЛОГИЯ. Разработка методов диагностики и комплексного лечения злокачественных новообразований

Актуальность темы:

В основе развития онкологических, инфекционных и аутоиммунных процессов лежат нарушения иммунной системы, которые характеризуются отсутствием или недостаточным Т-клеточным ответом (при онкологии и инфекции) и развитием иммунного ответа против аутоантигенов клеток и тканей организма человека (при аутоиммунных процессах). Важную роль в этих процессах играют дендритные клетки, для которых показана тесная связь с нарушениями регуляции иммунных реакций. Дендритные клетки (ДК) являются основными антигенпрезентирующими клетками, что обусловливает их непосредственное и важнейшее участие в регуляции формирования иммунного ответа при онкологической, инфекционной и аутоиммунной патологии [1]. Изучение свойств дендритных клеток и механизмов регуляции ими иммунных реакций при онкологических, инфекционных и аутоиммунных процессах привлекает пристальное внимание ученых и с изучением функций и характеристик этих клеток связывают успехи в изучении патогенеза этих заболеваний и новых подходов к терапии.

В связи с этим большой интерес для разработки новых клеточных биотехнологии привлекает использование дендритных клеток, которые, обладая выраженной иммунорегуляторной активностью, способны как индуцировать, так и подавлять антигенспецифический иммунный ответ. Способность ДК индуцировать ответ против опухолевых и инфекционных антигенов позволяет рассматривать их в качестве эффективных клеточных вакцин в лечении этих патологических состояний. Проведенные нами ранее исследования позволили охарактеризовать фенотип и функциональную активность ДК при ряде патологий. Показана способность ДК, нагруженных опухолевыми антигенами, стимулировать противоопухолевый цитотоксический иммунный ответ [2].

Апробация существующих подходов иммунотерапии на основе ДК при онкопатологии свидетельствует о безопасности ДК и их способности индуцировать антигенспецифический ответ, однако относительно низкая частота развития клинического ответа диктует необходимость совершенствования технологий на основе ДК. Среди факторов, ограничивающих эффективность ДК, обсуждается низкая миграционная активность ДК, нестабильность фенотипа, изменение функциональной активности при патологии, в том числе снижение способности индуцировать в Т-клетках сигналы хоминга, что снижает эффективность миграции эффекторных клеток в зону опухолевого роста [4].

Немаловажным является то, что функциональные свойства ДК могут в значительной степени определяться условиями генерации этих клеток, что необходимо учитывать для повышения эффективности стимуляции протективного иммунного ответа [5]. Так, ДК, генерируемые в присутствие ИФН-а (ИФН-ДК), по данным литературы характеризуются стабильным фенотипом и экспрессией ряда хемокинов, определяющих их высокую миграционную активность [6]. Тем не менее, сравнительные исследования миграционной активности ИФН-ДК и ИЛ4-ДК ранее не проводилось. Полученные нами данные также показали, что ИФН-ДК обладают более высокой, чем ИЛ4-ДК цитотоксической активностью против TRAIL-чувствительных опухолевых клеток, однако различаются ли данные популяции ДК по цитотоксичности в отношении активированных Т-клеток, остается неясным. Кроме того, ИФН-ДК больных онкологическими и хроническими инфекционными заболеваниями отличаются низкой аллостимуляторной активностью, снижением Th1- и/или усилением Th2-стимуляторной активности и глубоким угнетением цитотоксической активности, опосредованной через TNF/TNFR путь. Некоторые из этих дисфункций частично корригируются в культуре in vitro c помощью различных иммуноактивных препаратов. Тем не менее, вопрос о том, насколько ДК больных с онкопатологией дефектны по миграционной активности и способности активировать сигналы хоминга в Т-клетках и можно ли регулировать данные функции ДК, остаются открытыми.

С другой стороны, при аутоиммунных заболеваниях высокая активность клеточного ответа против собственных тканей организма связана с изменением активности и свойств дендритных клеток, нарушение естественной толерантности к собственным антигенам. В связи с этим, использование толерогенных ДК с иммуносупрессивной активностью обсуждается в аспектах лечения аутоиммунных и аллергических заболеваний[3].

Развитие аутоиммунных заболеваний является следствием снижения количества и функциональной активности регуляторных Т-клеток, поддерживающих периферическую толерантность к аутоантигенам, накоплением аутореактивных Т-клеток. Предполагается, что важную роль при этом играют дендритные клетки, которые поддерживают аутоиммунный процесс. Характеристика ДК при аутоиммунных заболеваниях, остается мало изученной. Исходя из этого исследования фенотипических и функциональных свойств дендритных клеток в патогенезе ревматоидного артрита и анализа возможности подавления активности аутоиммунного заболевания в процессе иммунотерапии дендритными клетками с толерогенным фенотипом представляется ещё одним актуальным направлением в области клеточных технологий.

Представляются перспективными дальнейшие исследования фенотипических и функциональных свойств ДК в норме и при патологии (онкопатология, инфекционные, аутоиммунные заболевания), изучение механизмов регуляции ДК и разработке на этой основе методов направленной коррекции функциональной активности ДК, а также разработке методологии и проведение клинических испытаний клеточной терапии на основе ДК и оценке её эффективности, разработка различных способов доставки антигенного материала и его характеристик (лизат, ДНК-конструкция, мРНК) на индукцию специфического иммунного ответа. Также представляется перспективным и интересным изучение использования дендритных клеток в клеточной терапии экспериментального ревматоидного артрита с целью разработки новых подходов в лечении ревматоидного артрита у человека.

Наряду с этим, особую роль при онкологических, аутоиммунных и аллергических заболеваниях отводят системе иммунологической памяти, которая может иметь как позитивное, так и негативное значение. Доказано, что клетки иммунной памяти ответственны за формирование долговременного протективного противоинфекционного иммунитета. Опухолеспецифические Т-клетки памяти определяют эффективность противоопухолевого иммунитета. С другой стороны, Т-клетки памяти, генерированные в результате прерывания иммунологической толерантности к аутоантигенам, играют основополагающую роль в патогенезе аутоиммунных заболеваний (рассеянный склероз, ревматоидный артрит и др.) [7, 8]. Аллергопатология во многом является результатом деятельности аллерген-специфичных Т- и В-клеток памяти. Исследования в области клеточных механизмов реализации иммунологической памяти призваны обосновать новые подходы к лечению иммунологических расстройств. На основании уже имеющихся данных можно предполагать, что значимое усиление противоинфекционного и противоопухолевого иммунитета может быть достигнуто посредством цитокинотерапии, а также применения выверенной адьювантной терапии с использованием лигандов для Toll-подобных рецепторов. Патогенные Т-клетки памяти могут быть использованы в качестве Т-клеточной вакцины при лечении аутоиммунных заболеваний [9]. Пока остается не раскрытым иммунотерапевтический потенциал молекулярно-биологических подходов, нацеленных на регуляцию баланса в организме про- и антиапоптотических факторов. Все вышесказанное диктует необходимость интенсивного изучения функциональных свойств клеток иммунной памяти и расширения поиска эффективных способов ее модуляции, нацеленных в одних случаях (инфекционные и опухолевые заболевания) на усиление, а в других (аутоиммунные и аллергические заболевания) - на подавление (ослабление) иммунных реакций.

Учитывая все вышеизложенное целью проекта является:Изучение молекулярно-генетических механизмов регуляции иммунных реакций и разработка на этой основе новых подходов к клеточной иммунотерапии иммунопатологических состояний

Задачи:

1. Оценить фенотипические и функциональные свойства дендритных клеток в норме и при патологии (онкопатология, инфекционные и аутоиммунные заболевания), изучить клеточные и молекулярные механизмы регуляции ДК и разработка на этой основе методов направленной коррекции функциональной активности ДК.

2. Оценить эффективность стимуляции противоопухолевого иммунного ответ в зависимости от способа доставки антигенного материала в дендритные клетки (лизат опухолевых клеток, ДНК-конструкция, мРНК, рекомбинантный белок).

3. Обосновать и разработать подходы к созданию ДК-вакцин в лечении онкологических, инфекционных заболеваний и изучить клиническую эффективность их применения в клеточной иммунотерапии.

4. Разработать способы клеточной иммунотерапии в экспериментальной модели ревматоидного артрита.

5. Изучить молекулярные механизмы самоподдержания Т-клеток памяти и их функциональные и фенотипические особенности в норме и при патологии (аллергология, аутоиммунная патология)

6. Исследовать возможности генерации аутореактивных Т-клеток памяти в ответ на тканевое повреждение, а также влияние аутореактивных Т-клеток памяти на ростовую и дифференцировочную активность низкодифференцированных клеток.