Научные проекты
Главные направления исследований: Молекулярные механизмы трансформации клеток млекопитающих вирусными и клеточными онкогенами, роль структурных преобразований хроматина в эпигенетической регуляции экспрессии генов.
Основной объект исследований: Культивируемые клетки млекопитающих.
Ингибиторы гистоновых деацетилаз (HDAC) активируют ацетилирование гистонов и негистоновых белков, вызывая релаксацию структуры хроматина, что индуцирует транскрипцию некоторых «молчащих» генов, относящихся к тумор-супрессорам и негативным регуляторам клеточного цикла. Кроме того, показано, что ингибиторы HDAC подавляют экспрессию целого ряда позитивных регуляторов клеточного цикла. Поэтому ингибиторы HDAC в зависимости от клеточного контекста способны вызывать остановку пролиферации, клеточное старение или апоптоз. Благодаря показанному антипролиферативному действию ингибиторов HDAC на трансформированные клетки с низкой токсичностью для нормальных клеток, ингибиторы HDAC в настоящее время изучаются в клинических условиях для использования в монотерапии разных видов опухолей. Весьма перспективным представляется комбинированное сочетание ингибиторов HDAC и ДНК-повреждающих агентов для более эффективного подавления развития опухолей человека или индукции регрессии опухоли.
— Изучение механизмов модуляции ингибиторами HDAC ответа трансформированных клеток на действие ДНК-повреждающих агентов, а также анализ разных способов повышения ингибиторами HDAC чувствительности опухолевых клеток к действию цитостатиков. Разработка этой проблемы позволит сформулировать новые представления о механизмах усиления ответа клетки на генотоксические стрессы ингибиторами HDAC, опосредованных через модуляции систем репарации ДНК, а также о возможной роли ингибиторов HDAC в преодолении резистентности трансформированных клеток к действию цитостатиков (М.В. Иготти, О.О. Гнедина, А.В. Моршнева).
— Белок Е1А аденовируса человека V типа способен повышать чувствительность трансформированных клеток к ряду веществ с противоопухолевой активностью, включая ингибиторы деацетилаз гистонов, что делает Е1А интересным объектом исследования в контексте терапии рака. Одно из направлений исследований группы связано с изучением влияния аденовирусного E1A на активность транскрипционных факторов семейства FoxO при действии ингибиторов HDAC (А.В. Моршнева).
Одним из направлений работы группы в последние 2 года было изучение воздействия ингибиторов HDAC6 (тубацина и CAY10603) на фибробласты мыши, трансформированные онкогенами E1A и cHa-ras (линия mEras). Было показано, что оба ингибитора HDAC6 (HDAC6I) вызывают G1/S‑блок клеточного цикла mEras, однако жизнеспособность клеток снижается незначительно при используемых концентрациях (0,5 µM CAY или 5 µM тубацина) без признаков апоптотической гибели. Однако при совместном действии тубацина с ДНК-повреждающими агентами (этопозид, паклитаксел) реализуется G2/M блок и апоптотическая гибель трансформантов mEras. Исходно повышенный по сравнению с нормальными фибробластами уровень активных форм кислорода (АФК) в трансформантах mEras при действии HDAC6I дополнительно увеличивается более чем в 2 раза, что сопровождается активацией митохондрий.
Исследование возможности индукции аутофагии ингибиторами HDAC6 в трансформантах mEras показало, что суточная обработка клеток mEras любым из исследованных HDAC6I увеличивала количество аутофагических вакуолей, детектируемых с помощью флуоресцентного красителя CYTO-ID, специфично связывающегося с ними, в среднем на 60%. Этот эффект сопровождался накоплением аутофагического белка LC3 в цитоплазме и прирост его LC3-II формы, ассоциированной с аутофагическими мембранами. Установлено, что тубацин преимущественно стимулирует AMPK-зависимое фосфорилирование киназы ULK1 по серину-555, а также – фосфорилирование самой киназы AMPKα, что свидетельствует о том, что тубацин активирует по крайней мере начальную стадию аутофагии в клетках mEras (А.Н. Кукушкин).
Роль шаперонов и аутофагии в процессе клеточного старения.
Производится поиск возможных способов элиминации старых клеток из клеточной популяции, путем модуляции сигнальных путей шаперонов и аутофагии. Изучается сеть взаимодействий между шаперонами и аутофагией с целью разработки терапевтических подходов к лечению онкологических заболеваний и болезней, ассоциированных со старением (С.Г. Зубова).
