Старший научный сотрудник НИЛ OpenLab Генные и клеточные технологии Института фундаментальной медицины и биологии Екатерина Гаранина исследует молекулярные механизмы воспаления при различных опухолях молочной железы.

Ее проект «Роль микроРНК miR223 в регуляции NLRP3-сигналинга при гормон-зависимых опухолях молочной железы» стал победителем конкурса грантов для молодых ученых – кандидатов наук Российского научного фонда.

Проект посвящен изучению особенностей воспалительного пути NLRP3, а также выявлению потенциальных терапевтических мишеней (продуктов гена – белка или РНК, на который можно воздействовать с помощью химического соединения – лекарства для борьбы с заболеванием – прим.ред.) для разработки терапии гормон-зависимых опухолей молочной железы.

Воспалительный процесс является неотъемлемой частью защиты от патогенов. Воспалительные комплексы, так называемые инфламмасомы, являются компонентами врожденной иммунной системы; среди них наиболее изученной является NLRP3-инфламмасома. Запуск данного сигнального пути возможен ввиду различных стрессовых агентов, как внешних, так и внутри организма, в условиях нормы и при различных патологиях, в том числе онкологического характера.

Рак груди является одним из наиболее распространенных онкологических заболеваний у женщин. По словам молодого ученого, за последнее время продолжительность жизни пациентов значительно увеличилась благодаря ранней диагностике, а также расширению знаний о молекулярных механизмах канцерогенеза и совершенствованию терапевтических подходов. Однако существующие методы лечения имеют ряд побочных эффектов и недостатков, среди которых резистентность к лекарственным препаратам, особенно в отношении трижды негативной опухоли молочной железы (раковая опухоль, при которой отсутствуют рецепторы эстрогена и прогестерона, а также нет избытка белка HER2, поэтому рост не зависит от этих гормонов), которая является наиболее агрессивной, отмечает Екатерина Гаранина.

«Известно, что хроническое воспаление – один из  факторов, способствующих возникновению опухолей. Микроокружение опухоли активирует клетки врожденного иммунитета, которые могут действовать как онкогены (ген, продукт которого способен спровоцировать образование опухоли) или онкосупрессоры (то, что препятствует возникновению и функционированию опухолей), в зависимости от активации воспалительных молекул и типа, места локализации и стадии рака. МикроРНК (miR) представляют собой малые некодирующие молекулы РНК, которые взаимодействуют со специфическими мишенями, тем самым препятствуя продукции белков. МикроРНК играют важную роль во многих биологических процессах, как на физиологическом, так и на патологическом уровнях. При онкологических заболеваниях они могут функционировать как онкогены либо как гены-супрессоры опухоли, в зависимости от типа тканей. Значимость настоящего проекта заключается в  выяснении механизмов, участвующих в сложном взаимодействии между злокачественными новообразованиями и хроническим воспалением, а также роли микроРНК», – подчеркивает молодой ученый.

Реализация проекта будет осуществляться с применением передовых методов молекулярной и клеточной биологии, а также иммунологии. В распоряжении научного коллектива имеется обширная материально-техническая база, позволяющая проводить эксперименты мирового уровня.

Исследованием молекулярных механизмов воспаления в различных типах опухолей в группе НИЛ OpenLab Генные и клеточные технологии начали заниматься с 2017 года под руководством коллаборатора Гюльчин Тезджан, раньше работавшей в КФУ. Ранее этой группой были получены результаты относительно влияния различных антибиотиков на активацию воспалительного каскада NLRP3 в различных типах опухолевых клеток, а также роли мембранных белков в запуске данного сигнального пути.

По мнению Е.Гараниной, несмотря на обилие данных в литературе, роль микроРНК в регуляции воспаления и микроокружения опухолей остается противоречивой. К слову, по последним исследованиям, различная эстрогенная гормональная активность опухолей может по-разному влиять на активность сигнального пути NLRP3. Таким образом, несмотря на то, что пациенты имеют сходный тип опухолей, в зависимости от наличия рецептора эстрогена в опухоли, активность NLRP3-инфламмасомы и эффект микроРНК могут быть разными. Некоторые микроРНК могут функционировать подобно онкогенам, некоторые из них могут функционировать как опухолевые супрессоры и слабо выражены или отсутствуют в опухолях.

«Уникальность проекта заключается в применении комплексного подхода к изучению воспалительного ответа при различных формах рака молочной железы и в поиске альтернативных подходов в терапии данного вида онкологии. Во-первых, в рамках проекта будут определяться паттерны (особенности) экспрессии микроРНК и их роль в воспалительном каскаде в нативных культурах опухолевых клеток, на втором этапе с применением генетических конструкций будут получены стабильные клеточные линии, сверхэкспрессирующие или с нокаутированной функции микроРНК miR-223. Помимо этого будут также получены новые данные относительно миграции и жизнеспособности генетически модифицированных опухолевых клеток и продукции различных воспалительных молекул», – отмечает руководитель проекта.

Поддержка со стороны фонда позволит ученым в полной мере реализовать поставленные задачи и обеспечить финансовое подспорье членам научного коллектива, в состав которого будут входить аспиранты ИФМиБ Шаймаа Хамза и Лайали Шкайр. Немаловажно, что реализация данного проекта позволит укрепить научное сотрудничество с доцентом Университета Улудаг (Бурса, Турция) Г.Тезджан.

«Рак молочной железы является одним из наиболее распространенных видов рака, на который приходится около 7-10% системных злокачественных новообразований, данное заболевание представляет серьезную угрозу здоровью женщин во всем мире. Поиск потенциальных терапевтических мишеней для разработки альтернативных подходов к лечению данного вида опухолей является безусловно актуальной задачей в рамках приоритетного направления развития РФ», – резюмировала Е.Гаранина.