PODATKI O RAZISKOVALNEM PROJEKTU
- ŠIFRA PROJEKTA: J3-4504
- NASLOV PROJEKTA: Z vizualizacijo mikrookolja glioblastoma do boljše terapije
- CENOVNI RAZRED: D
- VODJA PROJEKTA: dr. Metka Novak
- TRAJANJE: 1.10.2022 - 30.9.2025
- NOSILNA RAZISKOVALNA ORGANIZACIJA: Nacionalni inštitut za biologijo
- SODELUJOČA RAZISKOVALNA ORGANIZACIJA: Onkološki inštitut Ljubljana
- FINANCIRANJE: Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije (ARRS)
Povzetek
Tumorsko mikrookolje predstavlja "zemljo", od katere so odvisne rakave celice "semena". V najbolj agresivnem in smrtonosnem možganskem tumorju glioblastomu, je edinstveno mikrookolje sestavljeno iz stromalnih celic kot so nevronske in glialne progenitorske celice, nevronov, astrocitov, oligodendrocitov, mikroglije / makrofagov, endotelijskih celic in mezenhimskih matičnih celic. Standardne in nove terapije glioblastoma, kot so imunoterapija, prav tako ciljajo in spreminjajo tumorsko mikrookolje. Uspeh zdravljenja raka je odvisno od razumevanja izredno heterogenega in imuno sovražnega mikrookolja, ter njegove podporne vloge tumorju. Kljub analizam posameznih rakavih in stromalnih celic, ki omogočajo boljše razumevanje mikrookolja glioblastoma pa le ta ostaja v veliki meri še nepojasnjen na molekularni in celični ravni, predvsem zaradi pomanjkanja ustreznih in vitro modelov.
V tem projektu predlagamo uvedbo novega 3D in vitro modela organoida glioblastoma , pripravljenega iz tumorjev bolnikov (Delovni sklop 1). Organoidi, ki v nasprotju s 3D-celicami glioblastoma in matičnimi celicami, ki smo jih doslej uporabljali, zajamejo tako rakave kot stromalne celice tumorskega mikrookolja. Heterogenost tumorjev in vivo znotraj in med tumorji je tako ohranjena v organoidih, ki posnemajo histološke značilnosti podtipov glioblastoma in zajemajo celotno raznolikost stromalnih, zlasti imunskih celic. Ker je bil ta model uveden šele pred kratkim, primanjkuje eksperimentalnih pristopov, ki bi omogočili opredelitev: prvič, prostorske porazdelitve celic in drugič njihov medceličnih interakcij. Komunikacija, sestavljena iz molekularnih mrež, temelji na aktivnosti in situ med rakavimi in stromalnimi celicami. Organoidi bodo tudi obsevani in izpostavljeni kemoterapiji s temozolomidom, kar posnema standardno zdravljenje, ki se uporablja v kliniki in vivo.
Delovni paket 2 predlaganega raziskovalnega projekta obravnava vizualizacijo izražanja genskega profila v glioblastomskih organoidih najpomembnejših imunskih celičnih komponent, kot so s tumorjem povezani makrofagi, mezenhimske matične celice, pa tudi naravne celice ubijalke in limfociti T-celic. Poleg tega bomo postavili eksperimentalne pristope, ki bodo omogočili odkrivanje specifičnih celičnih navzkrižnih interakcij med kemokinskimi mrežami, ki temeljijo na in situ aktivnosti rakavih in stromalnih celic v tumorskem mikrookolju in so pomembni za odziv glioblastoma na terapijo. V delovnem paketu 3 se bomo osredotočili na kemokin CCL5 in njegov receptor CCR5 ter inhibitor Maraviroc, za katere smo že poročali, da sodelujejo pri invaziji glioblastoma in razkrili, kako njihova interakcija vpliva na terapevtski učinek glioblastoma. Drugič, imunoterapija pri glioblastomu ni tako učinkovita kot pri drugih tumorjih, zato bomo dobili nov vpogled in namige, kako povečati učinkovitost zdravljenja z adjuvantno imunoterapijo. Modelirali bomo osnovno imunoterapijo na organoidih z zdravljenjem z inhibitorjem PD-1 Pembrolizumabom, ki se uporablja v kliničnih preskušanjih imunske terapije pri glioblastomu. V delovnem paketu 4 bomo razvili sredstva / algoritme za povezovanje številčnosti in sestave imunskih celic s spremenjenimi molekularnimi signali kemokinov po zdravljenju. Visoka ločljivost te nove tehnike omogoča razkritje novih pomembnih sprememb celične sestave in kemokinskih interakcij, ki so po zdravljenju ključni biomarkerji medsebojnih interakcij med rakavimi in stromalnimi celicami in so zato pomembni za odziv glioblastoma na terapijo.