Nosilec projekta na OI Ljubljana: prof. dr. Maja Čemažar
Radioterapija je eden izmed najpogostejših načinov zdravljenja, z zelo visoko protitumorsko učinkovitostjo. Temelji na naključnih interakcijah ionizirajočega sevanja s ciljanim tkivom, ki v tumorju predstavlja tumorske in imunske celice ter druge celice strome. Ionizirajoče sevanje povzroča prelome kemijskih vezi in oksidacijo molekul v obsevanih celicah. Najpomembnejše posledice sevanja v celicah so enoverižni ali dvoverižni prelomi DNA vijačnice, ki lahko vodijo v celično smrt, mutacije ali karcinogenezo. DNA, ki se sprosti v citosol zaznajo receptorji za prepoznavanje molekularnih vzorcev (pattern recognition receptors; PRRs), v primeru DNA jih imenujemo DNA senzorji. Z vezavo na DNA senzorje se sproži kaskadna reakcija, ki vodi v sproščanje citokinov, ti pa aktivirajo obrambne mehanizme pridobljenega imunskega odgovora. Naša raziskovalna skupina je nedavno dokazala zmanjšano preživetje celic in regresijo tumorjev zaradi povečanega izražanja DNA senzorjev in nastajanje interferona β (IFN β) po genskem elektroprenosu kontrolnega plazmida, brez terapevtskega gena, v mišjih melanomskih celicah B16F10 in tumorjih. Naredili smo tudi preliminarne poskuse izažanja DNA senzorjev po obsevanju melanomskih celicB16F10 . V obeh primerih se poviša izražanje citosolnih senzorjev DAI (od DNA odvisni aktivator interferon regulatornega faktorja)/ZBP1, IFI16 in DDX60. Vezava senzorja DAI s poli(dA:dT) povzroči produkcijo IFNβ ter preko STING (stimular genov za IFN)-signalne poti tudi tumor nekrotizirajočega faktorja alfa (TNFα). Senzor IFI16 ob vezavi na DNA prav tako sproži signalne poti, ki vodijo v produkcijo IFNβ. DDX60 se veže tako na RNA, kot tudi na DNA in je vpleten v povečano izražanje interferonov tipa I. Interferoni tipa I, ki nastajajo ob aktivaciji senzorjev DNA, spodbudijo protitumorsko imunost. Njihova aktivnost vodi v stimulacijo prirojene in pridobljene imunosti (dendritične celice, celice ubijalke, limfociti T) in negativno regulacijo zaviralnih celic (MDSC, regulatorni limfociti T - Treg). Interferoni tipa I imajo tudi intrinzični vpliv na tumorske celice in sicer lahko inhibirajo proliferacijo, uravnavajo apoptozo, diferenciacijo, migracijo in izražajo antigene na celični površini. Nastajajo lahko v tumorskih ali imunskih celicah in vplivajo na aktivacijo imunskih celic, uravnavajo izražanje antigenov, citokinov in signalov celične smrti.
Glavni cilj sodelovanja med raziskovalnima skupinama je potrditi in osvetliti našo hipotezo, da po obsevanju sproščena DNA v citosolu aktivira enega ali več DNA senzorjev. Zato bomo izvedli poskuse, kjer bomo s tehnologijo shRNA utišali vsakega izmed naštetih DNA senzorjev posamično, ter kombinacijo dveh oz. treh DNA senzorjev. Prav tako bomo utišali tudi STING in ugotavljali ali obstaja še kakšna druga pot, preko katere DNA senzorji sklopljeni s STING lahko sprožijo nastajanje citokinov.