Новые подходы к иммунотерапии и иммунодиагностике социально значимых заболеваний с использованием мультифункциональных гибридных белков и наноконструкций и направленной регуляции различных звеньев иммунной системы

Объектом исследования являются: рекомбинантные белки и мультифункциональные гибридные наноконструкции для диагностики и терапии рака и других применений; NK-клетки человека, мышиная модель аллергии. Целью исследования является разработка технологий получения соединений для высокоточной диагностики и эффективной терапии социально значимых заболеваний, в первую очередь, онкологических, а также разработка подходов к направленной регуляции различных звеньев иммунной системы человека. В ходе выполнения НИР в 2022 году получены следующие научные результаты: 1) Для доставки лекарств к первичным солидным опухолям и метастазам на основе высокопористых наноконтейнеров, нагруженных химиопрепаратом, разработана принципиально новая концепция, основанная не на EPR-эффекте, а на мгновенном высвобождении лекарства из высокопористого носителя, способного быстро разрушаться в кровотоке. Важной особенностью метода является отсутствие требования проникновения наноконтейнеров внутрь опухолевой ткани – необходима лишь доставка в ближайшие кровеносные сосуды. Эффективность подхода продемонстрирована in vivo на модели метастазов меланомы в легких, при этом наблюдалось уменьшение метастатических узлов в 11 и 4,3 раза для ранних и поздних стадий метастазирования соответственно по сравнению с лечением традиционными химиопрепаратами. 2) Разработана полностью генетически кодируемая система для фотодинамической терапии на основе биолюминесцентного резонансного переноса энергии. Используя псевдотипированные лентивирусы, специфичные к опухоль-ассоциированному антигену, была продемонстрирована адресная доставка созданной генетической конструкции непосредственно в опухолевые клетки in vivo и проведена ФДТ без внешнего источника света. 3) На основе биосовместимых сополимеров молочной и гликолевой кислот, PLGA, синтезированы наночастицы размером 200 нм, нагруженные фталоцианином магния, для фототермической терапии раковых клеток в инфракрасном диапазоне. Эффективность использования таких частиц в сочетании с белком-открывателем межклеточных контактов для элиминации раковых клеток была продемонстрирована в 2D-культуре in vitro, на модели 3D-сфероидов, а также на мышиных моделях in vivo. 4) Для подавления пролиферативной активности раковых клеток с помощью пептидно-нуклеиновых кислот, комплементарных теломерным повторам хромосом, разработана адресная система доставки на основе липосом, модифицированных по внешней поверхности HER2-специфичным модулем DARPin. Эффективность разработанной системы для специфического элиминирования HER2-положительных клеток показана in vitro на клеточных линиях, экспрессирующих различный уровень рецептора HER2. 5) Получены генетически кодируемые гибридные конструкции фототоксического белка miniSOG и пептида pHLIP и исследована их эффективность связывания на клеточной линии HeLa при различных значениях pH. 6) Показано, что полученная конструкция miniSOG- pHLIP связывается с клетками и проявляет фототоксические свойства при значениях рН ниже 6,8. Эти данные свидетельствуют о том, что miniSOG- pHLIP может быть использован при разработке нового поколения фотосенсибилизаторов с адресной доставкой в раковые клетки. 7) Наблюдаемое в начальной стадии формирования аллергического воспаления в дыхательных путях снижение доли нейтрофилов в большей степени обусловлено увеличением доли эозинофилов. При этом, недостаток секреции IL-12p40 препятствует массовому выходу нейтрофилов из костного мозга в кровоток на этом этапе воспаления. 8) С помощью проточной цитометрии у ЦМВ (цитомегаловирус)-серопозитивных индивидов идентифицированы адаптивные циркулирующие NK-клетки с фенотипом CD57+NKG2C+KIR+, а также их менее дифференцированные предполагаемые предшественники, обладающие повышенным пролиферативным потенциалом. 9) В мышиной модели показано, что формирование IgE и IgG продуцирующих В-клеток может происходить локально в месте введения аллергена.