Таргетная нанотерапия глиом Всероссийский конкурс инновационных проектов Нуколова Наталия Владимировна

реклама
Таргетная
нанотерапия глиом
Всероссийский конкурс инновационных проектов
2011
Нуколова Наталия Владимировна
Государственный научный центр социальной и судебной
психиатрии им. В.П. Сербского
Российский национальный исследовательский медицинский
университет имени Н. И. Пирогова
Мультиформная глиобластома

В структуре нейроонкологических
заболеваний 40-45 % принадлежит
низкодифференцированным
глиомам.

Самая злокачественная из них —
мультиформная глиобластома
характеризуется быстрым
неконтролируемым ростом, высокой
частотой послеоперационных
рецидивов.

Cредняя выживаемость пациентов с
глиобластомой составляет около
года с момента постановки диагноза
[Stewart L.A., 2002, Zalutsky M.R, 2005].
МикроРНК miR-21 и глиома




МикроРНК играют важную роль в онкогенезе, включая развитие
опухолей мозга. Уровнь экспрессии различных микроРНК
значительно выше в опухолевой ткани по сравнению с
неопухолевой.
Экспрессия микроРНК miR-21 существенно повышена в
девяти видах опухолей, включая мультиформную
глиобластому и другие типы глиом.
МикроРНК miR-21 обладает мощным стимулирующим
действием, способствуя росту и пролиферации
опухолевых клеток глиом.
Подавление экспрессии микроРНК miR-21 в тканях
глиомы, должно существенно снижать пролиферативный
и инвазивный потенциал опухолевых клеток, а также
усиливать их чувствительность к противораковой
терапии.
Биогенез микроРНК miR-21
Анти-miR-21
siRNA
Natsume et al. 2011
microRNA
Опухоль
Мишень
Эффект на
опухоль
Ссылка
miR-10b
Глиома (High
grade и low
grade)
Ингибирует:
BCL2L11/Bim,
TFAP2C/AP-2γ,
CDKN1A/p21,
CDKN2A/p16
Стимулирует
рост и
пролиферацию
Gabriely et al.
2011; Cancer
Res.,71(10):35
63-3572
miR-21
Глиома (grade
II - IV)
Ингибирует:
Spry2, PTEN,
TP53, APAF,
TGFβ,bcl-2,
тропомиозин-1
Активирует
инвазию, рост,
пролиферацию
ингибирует
апоптоз
Kwak et al.
Oncogene.
2011;
30(21):2433-42
miR-221
Мультиформенная
глиобластома
Ингибирует:
BIRC1
Активирует:
BIRC5,
каспаза-3
Стимулирует
выживание
клеток,
ингибируя
апоптоз
Lukiw et al. J
Neurooncol.
2009;
91(1):27-32.
miR-93
Человеческая
глиома линии
U87
Ингибирование Активирует
интегрина-β8
рост и
ангиогенез
Fang et al.
Oncogene.
2011;
30(7):806-21.
Взаимодействие микроРНК с онкогенными
сигнальными механизмами в глиомах
Silber et al. 2009
Цель проекта
В настоящем проекте предлагается
подавить экспрессию микроРНК miR-21 в
клетках глиомы путем адресной доставки
терапевтического агента - смеси
олигонуклеотидов, способных подавлять
экспрессию miR-21, непосредственно в
опухолевые клетки.
Задачи исследования

Создание векторного наноконтейнера (иммунолипосом) для
адресной доставки терапевтического агента в глиому.

Загрузка иммунолипосом терапевтическим агентом: смесь
олигонуклеотида, имеющий антисмыслую последовательность
(анти-miR-21) к данной микроРНК, а также малая
интерферирующая РНК (siRNA), специфически подаляющая
синтез первичной РНК-предшественника miR-21.

Оценка эффекта противопухолевого действия данной системы
на первичных клеточных культурах глиобластомы человека
(U87 или U251).

Оценка эффективности комбинированной терапии
иммунолипосомами и противораковым лекарством
(антимитотическим агентом таксолом или моноклональными
антителами против VEGF (авастином)) in vitro
Методы решения задач: синтез

Синтез иммунолипосом: наночастицы, несущие на
своей поверхности ковалентно связанные
нейроспецифические моноклональные антитела
против коннексина-43 (Сх43) в качестве векторных
групп.
экспрессия поверхностного белка Сх43 по периферии
глиомы существенно повышена в связи с тем, что Сх43
необходим для формирования плотных межклеточных
контактов между опухолевыми и неопухолевыми клетками
и активной миграции по перивазальным и периневральным
путям. Высокая экспрессия коннексина 43 в активно
мигрирующих глиомных клетках должна гарантировать
крайне селективную доставку наноконтейнеров,
коньюгированных с антителами против Сх43

Оценка стабильности систем, их размера, заряда и
полидисперсности.
Оценка степени загрузки терапевтическим агентом

Создание липосомальных систем
Холестерин
O
C H2
P
3-фосфоглицерин O
H 2C
H 2C
CH
H3C
H 2C
H 2C
O
C H2
H 2C
CH
C
H 3C
H 3C
C H2
H 2C
CH
C H2
C H2
H 2C
C H2
H 2C
C H2
H 2C
C H2
H 2C
C H2
H 2C
H 2C
H 2C
H 2C
C H2
CH
C H3
H 2C
CH
H2C
C H2
стеароил
C H3
олеил
O
C H2 C
H2
C H3
Гидрофльная
голова
O
H 2C
H 2C
C H2
H 2C
C H2
H 2C
C H2
C H2
CH
C H2
CH
C H2
H 2C
C H2
H 2C
C H2
H 2C
C H2
H 2C
H2C
H2C
H2C
H3C
стеароил
O
C H2
C H2
H2C
H2C
C H2
O
H2C
CH
C H2
H 3C
H2C
C H2
C H3
N
C
C
O
C H2
C H2
H
C
O
C H2
P
3-фосфоглицеринO
H 2C
H 2C
H 2C
H 2C
CH
O
C H2
C H2
C H2
H 2C
C H2
H 2C
H3C
O
C H2 C
H2
C
C
C H2
O
O
O
CH
H 3C
H
C
C
C
H 2C
N H3
O
CH
холин
фосфатидил
этаноламин
фосфатидил
OH
H 2C
Фосфатидилхолин
Фосфатидилэтаноламин
C H2
C H2
C H2
C H3
олеил
Гидрофобный
хвост
Векторные липосомы с загруженным
терапевтическим препаратом
PEG
Моноклональные
антитела к Сх43
Методы решения задач: анализ

Анализ векторной иммунолипосомальной системы с
загруженным терапевтическим агентом
(Анти-miR-21 и siRNA)
1) подбор параметров для сохранения иммунохимической
активности векторных групп (иммуноферментный анализ)
2) подбор условий для получения наноконтейнеров с
максимальной степенью загрузки терапевтическим агентом
3) анализ сохранения/высвобождения Анти-miR-21 и siRNA
Конкурентный ИФА
Электрофорез
Методы решения задач: in vitro

Оценка эффекта противоопухолевого действия данной
системы на первичных клеточных культурах
глиобластомы человека (U87 или U251)
После связывания иммунолипосомы с клеткой-мишенью ее
содержимое (анти-miR-21 и siRNA) будет попадать в
цитоплазму опухолевой клетки и активироваться
внутриклеточной эндонуклеазой DICER, участвующей в
естественном процессе перехода предшественников
микроРНК в зрелые микроРНК.
Анти-miR-21, будучи превращена в одноцепочечную
активную форму, будет комплементарно связываться со
зрелой miR-21 в цитоплазме и тем самым инактивировать ее.
SiRNA будет специфически связываться с РНК
предшественником miR-21 и способствовать ее последующей
деградации.
Методы решения задач: in vivo
в случае положительного результата на культурах опухолевых клеток

Воспроизведение модели экспериментальной
глиомы на животных с помощью
стереотаксической имплантации в стриатум
предварительно кльтивированных клеток
глиомы

Сравнительная оценка эффективности
действия загруженных иммунолипосом,
модифицированных нейроспецифическими и
неспецифическими антителами, in vivo

Исследование противоопухолевой активности,
токсичности препаратов, а также средней
продолжительности жизни экспериментальных
животных с глиомой.
Ожидаемые результаты
Препарат иммунолипосомальных наночастиц,
загруженных олигонуклеотидами для
специфического подавления экспрессии
онкомикроРНК miR-21, и коньюгированных с
моноклональными антителами к коннексину-43




специфическое подавление роста и пролиферации клеток
глиом
адресная доставка к опухолевым клеткам
снижение радио- и хемоустойчивости глиом
лечение глиом
Скачать