Narodowe Centrum Nauki
Celem projektu jest zbadanie wpływu wybranych inhibitorów kinaz (takich jak Syk, Btk, Akt, PI3K, mTOR) na skuteczność przeciwnowotworową przeciwciał monoklonalnych związaną z mechanizmem cytotoksyczności komórkowej zależnej od przeciwciał (ADCC). Obecnie prowadzonych jest wiele badań klinicznych, w których inhibitory szlaku przekazywania sygnałów w komórce są testowane w połączeniu z przeciwciałami monoklonalnymi stosowanymi w terapii nowotworów. Wyniki przeprowadzanych przez nas wstępnych badań wskazują, że niektóre z testowanych inhibitorów kinaz biorących udział w przekazywaniu sygnału z receptora limfocytów B niemal całkowicie hamują funkcje cytotoksyczne komórek NK (będących głównymi komórkami efektorowymi w procesie ADCC), a tym samym znacznie osłabiają przeciwnowotworowe działanie przeciwciał monoklonalnych w mechanizmie ADCC. W ramach projektu zakres badań zostanie rozszerzony. Zostaną przeprowadzone eksperymenty, które pozwolą na zbadanie serii różnych inhibitorów wspomnianych wcześniej kinaz na aktywność komórek NK w procesie ADCC indukowanym przez wiele różnych przeciwciał monoklonalnych (takich jak trastuzumab, obinutuzumab, alemtuzumab, cetuksymab czy daratumumab).
W ramach projektu zostaną opracowane i zoptymalizowane metody badania mechanizmów cytotoksyczności komórek NK, przede wszystkim zdolność do zabijania komórek docelowych w mechanizmie cytotoksyczności komórkowej zależnej od przeciwciał monoklonalnych stosowanych powszechnie w terapii nowotworów: przeciwciał anty-CD20 (rytuksymabu,ofatumumabu, obinutuzumabu), anty-HER2 (trastuzumabu), anty-EGFR (cetuksymabu) jak również stosowanego w badaniach klinicznych anty-CD38 (daratuumabu). W modelach badania ADCC, komórkami docelowymi będą komórki różnych ludzkich linii komórkowych, wykazujące ekspresję antygenów rozpoznawanych przez odpowiednie przeciwciała monoklonalne: chłoniaki z ekspresją antygenu CD20 (Raji, Daudi, DoHH2, Ly-4), linie raków sutka wykazujące ekspresję HER2/Neu (SKBR3, T47D, ZR75-30) oraz rak jajnika (SK-OV-3), wykazujące ekspresję EGFR: raki płuca (SW-900), rak jelita (HCT116, LoVo), rak prostaty (Du-145). Ponadto zostanie opracowana i zoptymalizowana metoda badania degranulacji komórek NK oraz wydzielania cytokin przy użyciu cytometrii przepływowej. Następnie, z wykorzystaniem ustalonych metod, zostaną przeprowadzone badania o charakterze przesiewowym, mające na celu zidentyfikowanie inhibitorów szlaku przekazywania sygnałów w komórce, które mogą wpływać na przeciwnowotworowe działanie komórek NK. Zahamowanie wybranych szlaków przekazywania sygnałów w komórkach NK zostanie potwierdzone metodą Western blotting. W ramach projektu planowane jest również wprowadzenie za pomocą transdukcji wirusowej do linii komórkowej wywodzącej się z komórek NK sekwencji kodującej receptor FcγRIIIa (CD16), który jest kluczowym receptorem biorącym udział w procesie ADCC. Wszystkie dostępne komercyjnie linie wywodzące się z komórek NK nie mają na powierzchni receptora FcγRIIIa. Stworzona przez nas linia posłuży jako model do badania ADCC.
Przeciwciała monoklonalne stosowane są powszechnie w leczeniu nowotworów. W onkologii zarejestrowanych jest obecnie 15 przeciwciał monoklonalnych. Ponadto wciąż są testowane nowe przeciwciała monoklonalne modyfikowane w taki sposób, aby jak najbardziej zwiększyć ich skuteczność działania przeciwnowotworowego. W świetle trwających badań klinicznych, łączących przeciwciała monoklonalne z wieloma inhibitorami kinaz niezwykle istotne jest zbadanie jak testowane związki chemiczne wpływają na mechanizmy działania stosowanych już w terapii przeciwciał monoklonalnych. Poznanie wzajemnych interakcji między testowanymi lekami pozwoli na wytypowanie tych kombinacji terapeutycznych, które powinny być przeciwwskazane, jak również takich, które powinny być stosowane w terapii łączonej. Przeprowadzone w ramach projektu badania przyczynią się także do lepszego poznania biologii komórek NK oraz bardziej szczegółowego ustalenia, jaką rolę poszczególne szlaki przekazywania sygnałów pełnią w aktywacji komórek NK.
Rak piersi jest najczęstszym nowotworem złośliwym u kobiet. Siedemdziesiąt procent raków piersi człowieka posiada receptor estrogenowy, który jest wyjątkowo atrakcyjnym celem terapii endokrynnych. Jednakże, znaczny odsetek raków piersi leczonych w ten sposób nabywa oporność na tę terapię, co wiąże się ze znacznym pogorszeniem rokowania. Dzieje się tak często w mechanizmie przełączenia zależności wzrostu nowotworu od zależnego do estrogenów w kierunku zależnego od szlaków aktywowanych przez czynniki wzrostowe, ich receptory (GFR) lub białka onkogenne przekazujące sygnał z GFR. Jednym z czynników odpowiedzialnych za to zjawisko wydają się być warunki stresu oksydacyjnego w komórkach nowotworowych. Jest to obiektem intensywnych badań.
Nasza grupa, koordynując pracę kilku ośrodków zagranicznych, ustaliła ostatnio, że jeden z naczelnych łańcuchów enzymów (zależnych od grup tiolowych) przeciwdziałających stresowi oksydacyjnemu ochrania receptor estrogenowy przed skutkami tego stresu. Stwierdzono też na materiale klinicznym od łącznie ponad 1200 pacjentek, że wzmożona ekspresja w guzie głównego enzymu tego łańcucha, peroksyredoksyny 1 (PRDX1), jest korzystnym czynnikiem prognostycznym.
Na podstawie naszych badań wstępnych oraz dostępnych wyników innych grup badawczych stworzyliśmy model systemowy, w którym łańcuch enzymatyczny PRDX1/2tioredoksyna(TXN), pełni istotną rolę w utrzymaniu typu wzrostu raka piersi zależnego od szlaku estrogen/ER. Hipoteza ta jest podstawą do wytyczenia trzech celów badawczych przeprowadzanych w warunkach in vitro w tym projekcie. Czwarty cel dotyczy badań w warunkach in vivo, uzupełniając całościowe podejście do badanego zjawiska.
Cztery główne cele stawiane przed obecnym projektem, to:
Cel 1: Zbadanie molekularnych mechanizmów supresji białka ER wywołanej poprzez defekt w działaniu łańcucha enzymów antyoksydacyjnych zależnych od grup tiolowych.
Cel 2: Zbadanie roli enzymów antyoksydacyjnych zależnych od grup tiolowych w przełączeniu przekazywania sygnału w raku piersi pomiędzy zależnym od hormonów a zależnym od onkogenów za pomocą technik –omicznych.
Cel 3: Ocena regulacji aktywności enzymatycznej PRDX1/2 w raku piersi.
Cel 4. Zbadanie wpływu zaburzenia funkcji PRDX1 na progresję nowotworu piersi w modelu ksenotransplantacji in vivo.
Celem projektu jest poszukiwanie wariantów genetycznych predysponujących do wczesnego zgonu w grupie dorosłych osób reprezentatywnych dla populacji polskiej. Projekt ma odpowiedzieć na pytania:
1) Jakie znane warianty genetyczne predysponujące do wczesnej śmierci występują szczególnie często w populacji polskiej. Jaki są względne częstości poszczególnych wariantów i czy występują warianty, których znaczenie jest obecnie niedoszacowane.
2) Jakie nowe warianty genetyczne (nieznane mutacje w genach o poznanej funkcji oraz mutacje w genach dotychczas nie wiązanych z chorobami) występują w populacji polskiej, przyczyniając się do wczesnej śmierci osób dorosłych.
Oczekuje się, że wyniki projektu wskażą najczęstsze choroby genetyczne przyczyniające się do wczesnego zgonu wśród dorosłych w Polsce. Z dużym prawdopodobieństwem można oczekiwać znalezienia min. 10-20 przypadków występowania mutacji o czytelnym efekcie i wyraźnym związku z przyczyną zgonu, (opisane wcześniej mutacje, nowe niszczące mutacje w znanych genach). Dodatkowo istnieje możliwość wyłonienia nowych genów, których defekty mogą wywoływać poważne, bo prowadzące do wczesnego zgonu, choroby u człowieka.
Ze względu na reprezentatywność kohorty WOBASZ dla populacji całej Polski wyniki pozwolą na oszacowanie roli znanych chorób rzadkich w umieralności dorosłych w skali naszego kraju. Wyniki projektu mogą wskazać na celowość szerszego niż obecnie wykonywania badań genetycznych w kierunku pewnych mutacji wśród osób z określonymi chorobami lub nawet na zasadność badań przesiewowych całej populacji. Wyłonienie nowych genów powiązanych z umieralnością ma znaczenie dla badań podstawowych z zakresu biologii, fizjologii i medycyny.
Projekt jest pierwszą próbą zastosowania WES w badaniu epidemiologicznym w Polsce. WES był szeroko stosowany w badaniach epidemiologicznych w innych krajach jednak brak jest doniesień nt. wykorzystania tej technologii w analizie wczesnej umieralności porównywalnego z opisanym we wniosku.
Rak jajnika ma najwyższy wskaźnik śmiertelności wśród wszystkich nowotworów kobiecych narządów rodnych, z 5-letnim okresem przeżycia pacjentek wynoszącym tylko 30%. Powodem tak niskiej przeżywalności chorych jest późne rozpoznanie, spowodowane brakiem objawów klinicznych oraz brakiem odpowiednich biomarkerów umożliwiających wykrycie choroby w jej wczesnym stadium. Ważnym jest fakt, że chociaż niektóre z podtypów raka jajnika początkowo odpowiadają dobrze na zabiegi terapeutyczne, pojawiająca się w późniejszym czasie oporność stanowi wciąż znaczący problem kliniczny. Konieczne są więc dalsze badania mające na celu pogłębienie rozumienia molekularnych zjawisk zachodzących w komórkach raka jajnika, zwłaszcza w kontekście poszukiwania nowych strategii leczniczych. Podobnie jak w przypadku innych nowotworów, rak jajnika wykorzystuje cały szereg mechanizmów prowadzących do zahamowania aktywności układu odpornościowego. Celem projektu jest kompleksowa ocena roli dwóch związanych z egzosomami enzymów (arginazy 1 i 2), biorących udział w rozkładzie aminokwasów endogennych, w osiągnieciu przez rak jajnika zdolności do ucieczki spod nadzoru immunologicznego. Rozwój przewlekłego zapalenia i indukcja szlaków enzymatycznych rozpadu argininy uznawane są jako istotne czynniki zaangażowane w tym mechanizmie. Tak więc wysuwamy hipotezę, że poprzez uwolnienie zawierających arginazę egzosomów, które następnie rozprzestrzeniają się systemowo poprzez układ krążenia, komórki nowotworowe prowadzą do globalnego niedoboru L-argininy a przez to do ogólnoustrojowego upośledzenia limfocytów T, niezbędnych do rozwoju efektywnej odpowiedzi przeciwnowotworowej. Mając też na uwadze niedawne opracowanie inhibitorów szlaków metabolicznych aminokwasów, zakładamy również, że zahamowanie aktywności enzymatycznej wyżej wymienionego układu enzymatycznego stanowić może cel dla nowatorskich strategii przeciwnowotworowych, zwłaszcza w połączeniu z już istniejącymi terapiami celowanymi na poziomie molekularnym, ale także klasyczną chemioterapią.
Projekt ma na celu zbadanie mechanizmu rozwoju endometriozy - częstej choroby kobiet powodującej dolegliwości bólowe, niepłodność a niekiedy prowadzącej do rozwoju raka jajnika, W przebiegu choroby, endometrioidalna tkanka nabłonkowa rozwija się ektopowo, najczęściej w obszarze jamy otrzewnowej. Najszerzej uznana teoria rozwoju choroby postuluje, że ogniska ektopowej tkanki endometrioidalnej wywodzą się z endometrium eutopowego, lecz wiele aspektów' choroby pozostaje niewytłumaczonych. Jedną z niepotwierdzonych dotąd hipotez jest akumulacja mutacji somatycznych w komórkach nabłonka endometrium eutopowego. Udowodniono, że w przebiegu raka endometrialnego jajnika dochodzi do mikrodelecji w komórek ognisk endometriozy, z których następnie wywodzi się nowotwór, natomiast w zmianach endometrioidalnych nietow'arzyszących rakowi nie stwierdzono takich mikrodelecji. W proponowanym projekcie planuje się zbadać sekwencje eksomowc tkanek pochodzących od kobiet chorych na endometriozę oraz zdrowych kobiet. Na podstawie analizy uzyskanego wzoru mutacji planujemy ustalić czy istnieją mutacje somatyczne w ektopowym endometrium, mogące być przyczyną powstawania zmian ektopowych.
Wiadomo, że prawidłowe funkcjonowanie ludzkiego organizmu zależy w dużym stopniu od bakterii, które znajdują się w jelitach. Najnowsze badania wskazują, zaburzenia w składzie flory jelitowej są związane z nadciśnieniem tętniczym. Bytujące w jelitach bakterie wytwarzaj szereg związków chemicznych, które przedostają się do krwi, między innymi siarkowodór (H2S) oraz metan. Celem proponowanego projektu jest zbadanie wpływu zwiększonego stężenia H2S i metanu w jelitach na regulację ciśnienia tętniczego oraz rozwoju nadciśnienia tętniczego. W trakcie badania zostaną wytworzone także nowe związki, które mogą uwalniać H2S. Badania zostaną przeprowadzone na szczurach. Nadciśnienie tętnicze i jego powikłania są jednymi z głównych przyczyn zachorowalności i śmiertelności w Polce i UE. Wyniki proponowanego badania pomogą wyjaśnić rolę metabolitów wytwarzanych przez bakterie jelitowe w regulacji ciśnienia tętniczego oraz w patogenezie nadciśnienia tętniczego. Badanie pomoże ocenić czy leki zmieniające stężenie H2S i metanu w jelitach mogą być stosowane w leczeniu chorób układu krążenia, w szczególności nadciśnienia tętniczego.
Badanie ma na celu poznanie wpływu bakterii jelitowych oraz produkowanych przez nie metyloamin na rozwój nadciśnienia tętniczego. Najnowsze badania wskazują, że nadciśnienie tętnicze może być związane z zaburzeniami w składzie flory jelitowej. Wpływ bakterii jelitowych na funkcjonowanie układu krążenia może odbywać się poprzez szereg związków chemicznych wytwarzanych przez mikroflorę jelitową, które przedostają się do krwi. Co raz więcej badań sugeruje, że ważną rolę w patogenezie chorób układu krążenia mogą odgrywać wytwarzane przez bakterie jelitowe metyloaminy. Wykazano, że wzrost stężenia tlenku trimetyloaminy we krwi jest związany z większym ryzykiem wystąpienia zawału mięśnia sercowego, udaru mózgu oraz śmierci.
W proponowanym projekcie będą prowadzone badania na szczurach pojonych wodą lub wodą zawierająca badane metyloaminy. Badany będzie wpływ metyloamin na wartości ciśnienia tętniczego oraz pracę serca. Nadciśnienie tętnicze oraz jego powikłania są jednymi z ważniejszych przyczyn zgonów i inwalidztwa. Proponowany projekt ma na celu zbadanie nowych związków, które mogą być odpowiedzialne za rozwój nadciśnienia tętniczego. Wyniki badania mogą przyczynić się do stworzenia nowej grupy leków na nadciśnienie tętnicze, których mechanizm działania będzie opierał się na modyfikacji produkcji metyloamin w jelitach człowieka.
Ostra białaczka limfoblastyczna B-komórkowa (B-OBL) jest zróżnicowaną biologicznie grupą chorób u podłoża, której leżą specyficzne zmiany genetyczne powodujące zaburzenia różnicowania i proliferacji komórki krwiotwórczej. W ostatnich latach obserwuje się duży postęp w leczeniu B-OBL, szczególne u dzieci. Niestety wyniki leczenia u dorosłych pozostają ciągle niesatysfakcjonujące. Jedną z przyczyn tego stanu rzeczy może być występowanie u ponad połowy dorosłych z B-OBL dwóch genetycznych podtypów białaczki o bardzo wysokim ryzyku progresji choroby – BCR-ABL1-pozytywnej i BCR-ABL1-like. Obydwa podtypy białaczek mimo występowania u ich podłoża różnych zmian genetycznych wykazują podobny profil ekspresji genów, który w konsekwencji prowadzi do aktywacji szlaku JAK-STAT. Ostatnie doniesienia wskazują, że zarówno B-OBL BCR-ABL1-pozytywna, jak i BCR-ABL1-like może łączyć podobny mechanizm odpowiedzialny za progresję choroby, co ma związek z niekorzystnym rokowaniem. Wykazano, że zarówno białaczka BCR-ABL1-pozytywna jak i BCR-ABL1-like charakteryzują się wysokim odsetkiem występowania specyficznych mutacji genetycznych (zmian w liczbie kopii fragmentów DNA; CNAs), głównie delecji. Ich obecność wynika prawdopodobnie z nieprawidłowej aktywności niektórych enzymów komórkowych. Kompleks rekombinaz – RAGs oraz białek z rodziny APOBEC, w tym deaminaza cytydyny AID są enzymami zaangażowanymi w bardzo ważny proces fizjologiczny, a mianowicie wytworzenie funkcjonalnych przeciwciał oraz powstanie ich różnorodność w kontakcie z patogenem. Aktywność obu enzymów jest charakterystyczna dla tkanek limfoidalnych z których wywodzi się właśnie B-OBL. Jest to jednak obosieczny miecz, który z jednej strony pozwala organizmowi na wytworzenie przeciwciał, które chronią nas przed zagrożeniem ze strony drobnoustrojów, z drugiej natomiast moge być przyczyną zmian genetycznych prowadzącym do powstawania i progresji nowotworów. Dlatego w projekcie uwaga zostanie skupiona właśnie na endogennych mutatorach genomowych jakimi są RAGs, AID, APOBEC3A, APOBEC3B. W tym celu zostaną zastosowane różne metody biologii molekularnej w tym sekwencjonowania DNA oraz analiza ekspresji genów.
Projekt ma na celu wyjaśnienie podłoża molekularnego prowadzącego do złej prognozy u dorosłych z B-OBL, a konkretnie zjawiska niestabilności genetycznej mediowanej przez RAGs oraz białka z rodziny APOBEC. Podczas niestabilności genetycznej dochodzi do akumulacji mutacji, co sprzyja selekcji klonów białaczkowych i powoduje progresję choroby. Pomimo dużego postępu w tej dziedzinie nauki wciąż za mało jest wiedzy na ten temat. Powyższe badania mogą również mieć przełożenie na inne dziedziny onkologii, stanowiąc punkt wyjścia i inspirację do powtórzenia podobnych badań w innych jednostkach chorobowych.
Celem projektu jest zbadanie działań biologicznych tlenku trimetyloaminy (TMAO), który jest wytwarzany przez bakterie jelitowe i może mieć wpływ na prawidłową funkcję serca oraz całego układu krążenia. Niewydolność serca jest jedną z najważniejszych kardiologicznych przyczyn śmierci, licznych hospitalizacji, inwalidztwa oraz obniżenia jakości życia. Najnowsze badania wskazują, że ważną rolę w chorobach układu krążenia może odgrywać TMAO, metabolit bakterii jelitowych. W ostatnich latach pojawiły się doniesienia, że wzrost stężenia tlenku trimetyloaminy (TMAO) we krwi jest związany z większym ryzykiem wystąpienia zawału mięśnia sercowego, udaru mózgu oraz śmierci. Wzrost stężenia TMAO może być spowodowany dietą, upośledzeniem funkcji jelit, lub zmianami w składzie jelitowej flory bakteryjnej. Wiadomo, że stężenie TMAO we krwi wzrasta po spożyciu pokarmów zawierających L-karnitynę oraz fosfatydocholinę, które występują w dużej ilości między innymi w czerwonym mięsie. Zaproponowano, że TMAO może stanowić długo poszukiwane ogniwo miedzy dietą, a chorobami układu krążenia. Z drugiej strony, duża liczba wcześniej prowadzonych badań nad rolą TMAO w biologii zwierząt morskich oraz badania fizykochemiczne nad wpływem TMAO na białka wskazują na ochronne działanie TMAO. Dlatego można przypuszczać, że wzrost stężenia TMAO we krwi nie jest przyczyną, a działaniem obronnym organizmu, stanowiącym mechanizm ochronny przed czynnikami zaburzającymi prawidłowe funkcjonowanie układu krążenia. Kolejnym z argumentów wskazujących na korzystne działanie TMAO może być fakt, że TMAO występuje w bardzo dużych stężeniach u ryb, szczególnie ryb morskich, które są ważnym elementem wielu diet uważanych za korzystne dla układu krążenia, na przykład w diecie śródziemnomorskiej.