Ученые из Казани нашли решение по более точному апробированию противоопухолевых препаратов

Ученые создали новую тест-систему, которая позволяет более точно апробировать противоопухолевые препараты. Она представляет собой модель очага нейробластомы с метастазами и учитывает совместное влияние на опухоль трех популяций клеток: стволовых, иммунных и раковых. Испытания противоопухолевого препарата с помощью новой модели прошли успешно. Тест-систему разработали ученые научно-исследовательской лаборатории (НИЛ) OpenLab «Генные и клеточные технологии» Института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета (КФУ).

Нейробластома — одна из самых распространенных разновидностей опухолей, характерных для детей младшего возраста. Она характеризуется высокой вероятностью развития устойчивости к химиопрепаратам. Ученые КФУ исследовали взаимодействие клеток, участвующих в росте и развитии нейробластомы, и создали релевантную модель нейробластомы in vitro («в пробирке»).

«Существующие сейчас системы для доклинического скрининга противоопухолевых препаратов in vitro представлены в основном моноклеточными двумерными моделями, не обладающими микроокружением и архитектурой естественной опухолевой ткани. Этот недостаток заметно влияет на итоги испытаний препаратов, давая недостоверные результаты, что впоследствии влечет дополнительные финансовые и временные затраты. В качестве нового подхода для моделирования процессов, происходящих в опухолевом микроокружении, нами был предложен метод совместного культивирования нескольких популяций клеток, входящих в состав опухолевой ткани, с использованием специального каркаса ткани — внеклеточного матрикса», — пояснил руководитель лаборатории, директор Научно-клинического центра ИФМиБ КФУ профессор Альберт Ризванов.

Для создания модели метастаз исследователи использовали три популяции клеток — ключевых участников опухоли — стволовые клетки из костного мозга, смесь иммунных клеток крови, а также линию клеток нейробластомы человека. Они были прокультивированы совместно, то есть, в виде ко-культуры.

Исследование показало, что клетки в ко-культуре активно «общались» друг с другом путем обмена мембранными пузырьками и сигнальными молекулами. Стволовые и иммунные клетки способствовали созданию воспалительной среды, характерной для злокачественной опухоли.

Ученые пришли к выводу, что ко-культуры более устойчивы к действию противоопухолевого препарата, чем клетки опухоли, культивируемые при стандартных условиях. Кроме того, межклеточные взаимодействия приводили к изменению экспрессии ряда генов, участвующих в клеточной смерти и в процессах, связанных со злокачественным перерождением как в опухолевых, так и в стволовых и иммунных клетках.

По результатам исследования ученые создали относительно простую тест-систему, которую можно использовать в «обычной» молекулярной и клеточной лабораториях.

«Стандартные методы тестирования на однотипных опухолевых клетках не всегда дают точные результаты, так как состав и микроокружение опухоли в организме гораздо сложнее, здоровые и опухолевые клетки поддерживают друг друга, трехмерная организация опухоли оказывает влияние на проницаемость лекарственных препаратов», — отметила младший научный сотрудник лаборатории Кристина Китаева.

Она добавила, что в будущем планируется разработать более сложные модели опухоли in vitro, которые можно будет использовать для высокотехнологичного скрининга противоопухолевых препаратов.

Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030», которая является одной из мер государственной поддержки вузов нацпроекта «Наука и университеты». Тест-система была создана на основе ранее разработанной учеными КФУ системы совместного культивирования клеток, которая получила патент на изобретение.

Научные результаты представлены в статье, опубликованной в одном из международных журналов.