Участники программы «Большие вызовы», работающие по направлению «Генетика и биомедицина», изучают влияние ликвидации стареющих клеток на опухолевый рост. Такой подход называется «сенолитическая терапия» и активно исследуется учеными как перспективный метод борьбы с онкологическими, а в перспективе и многими другими заболеваниями, которым подвержены люди старшего поколения.
Когда у клетки заканчивается отведенный лимит делений, она стареет и уже не может в полной мере выполнять свои функции. Несмотря на это, такие клетки не гибнут, а остаются в тканях. При этом ученые выяснили, что одним из свойств стареющих клеток является их склонность секретировать в окружающую среду набор специфических молекул, влияющих на скорость деления, воспаление и рост предраковых или раковых клеток. Это может являться одной из причин, почему пожилые люди чаще страдают онкологическими заболеваниями. Препараты-сенолитики – это новейший тип терапии для устранения последствий клеточного старения. Ученым еще предстоит провести многочисленные исследования, чтобы подтвердить их эффективность и разработать инновационные препараты. Работу в этом направлении ведут ученые Института цитологии РАН и НМИЦ имени Алмазова. В этом году они привлекли к исследовательской работе школьников, участвующих в программе «Большие вызовы». Целью проекта является оценка влияния удаления стареющих клеток на факторы, стимулирующие или подавляющие развитие опухоли.
«Наша глобальная цель – разработать стратегию, которая будет эффективна в борьбе с онкологическими заболеваниями. Сегодня это одна из важнейших проблем человечества. Онкологическая патология очень распространена и до сих пор тяжело поддается лечению. Да, есть некоторые успехи, достигнутые с помощью таргетных препаратов, новейших иммунотерапевтических подходов. Но опухоль – очень сложный процесс. Она фактически умеет “защищаться” и противостоять нашим усилиям. Поэтому ученым необходимо искать и разрабатывать новые методики лечения. Незадолго до начала отбора проектов на программу “Большие вызовы” этого года вышла научная статья, где говорится о том, что процесс развития раковой опухоли регламентирован не только внутренними механизмами раковой клетки, но и ее взаимодействием между опухолевыми и другими клетками. Наш проект исследует этот же механизм. Мы выясняем, как стареющие клетки влияют на рост опухоли и тяжесть протекания болезни. Это нужно, чтобы дальше развивать новейшее направление – “сенолитическая терапия” . То есть на программе “Большие вызовы” мы включились в одну из самых актуальных задач в современной науке», – рассказывает ведущий научный сотрудник Института цитологии РАН (Санкт-Петербург), наставник проекта и один из руководителей направления «Генетика и биомедицина» Олег Демидов.
Участие в таком сложном и инновационном проекте потребовало от школьников тщательной подготовки. Еще до старта программы «Большие вызовы» руководитель проекта несколько раз проводил онлайн-встречи с участниками команды. Школьники изучали теорию, строение и функции клеток, распределяли задачи.
На проекте ребята культивируют первичные, нормальные клетки и опухолевые клетки мыши и человека. Затем различными методами определяют и подсчитывают количество спонтанно образующихся стареющих клеток или клеток после обработки культуры индукторами старения. Школьники изучают экспрессию генов, ассоциированных со старением, и секрецию в окружающую среду специфических молекул. Далее им предстоит оценить влияние сенолитиков на опухолевые клетки и их способность активно размножаться и метастазировать. Лабораторная работа ведется методами ведения клеток в культуре, дифференцировки в макрофаги, проточной цитометрии, различных типов микроскопии, количественного ПЦР, иммуноферментного анализа.
.jpg)
«Взаимосвязь опухолевых и стареющих клеток необходимо тщательно изучать. Эта та сфера, где мы пока точно не можем знать результаты этого масштабного исследования: будет ли уменьшаться количество раковых клеток после воздействия на них сенолитиками или же мы просто остановим пролиферацию, замедлив рост и развитие злокачественной опухоли. Эта та сфера, где мы пока не можем точно прогнозировать результаты. И проект как раз и интересен тем, что мы действительно выступаем в роли исследователей. После нашей программы исследования продолжатся, и очень здорово понимать, что мы тоже принимаем в них участие», – говорит участница проекта, школьница из Белгорода Анастасия Губернаторова.
На проекте школьники работают с современным оборудованием, которым оснащены лаборатории Образовательного центра.
«На проекте мы учим детей непосредственно работать руками. Это исследования с различными культурами клеток. Мы изучаем как первичные клетки-фибробласты, так и клеточные опухолевые линии человека, которые давно были взяты у реальных людей. На этом проекте мы освоили новое оборудование Incucyte. Таких приборов в России всего несколько. Это микроскоп, который позволяет делать прижизненную визуализацию клеток в культуре. Показатели фиксируются каждые два часа. По-другому получить такие данные сложно. Очень неудобно приходить в лабораторию каждые два часа и вручную фиксировать показатели. Прибор делает это самостоятельно в режиме реального времени», – рассказывает старший лаборант-исследователь лаборатории молекулярной медицины Института цитологии РАН Дарья Богданова.
Полученные данные могут стать основой для внедрения новой терапии и повышения эффективности уже существующих методов лечения онкологии. К тому же возможности сенолитической терапии активно изучаются как одна из перспективных методик омоложения организма. Ученые предполагают, что в дальнейшем открытия в этой области помогут противостоять атеросклерозу, болезни Альцгеймера и ряду других заболеваний.
