Химиотерапия является одним из основных методов лечения злокачественных новообразований. В основном, химиотерапия применяется для уничтожения опухолевых клеток или ингибирования их роста. Однако резистентность к химиотерапии часто ограничивает цитотоксический эффект лекарств в опухоли. Хеморезистентность и иммуносупрессия, вызванная химиотерапевтическими агентами, могут привести к рецидиву опухоли и имеют решающее значение в выживаемости онкологических больных. Иммунная система, особенно опухолеассоциированные макрофаги (ОАМ), значительно способствуют химиорезистентности; таким образом, истощение М2-подобных ОАМ или их перепрограммирование в М1-подобный фенотип может повысить эффективность лечения и стать эффективным инструментом для снижения риска рецидива опухоли. Понимание сложного взаимодействия между опухолевыми клетками и иммунной системой обеспечивает возможность создания новых терапевтических подходов для улучшения противоопухолевого эффекта у пациентов, получающих химиотерапию.
Необходимым этапом для усиления эффективности действия химиотерапевтических препаратов, выявления новых механизмов отсутствия ответа на химиотерапию и механизмов, усиливающих данный эффект, а также разработки персонифицированных схем терапии является выявление фенотипических и функциональных особенностей ОАМ в условиях терапии.
Однако на сегодняшний день до конца не изучены механизмы программирования макрофагов под воздействием химиотерапии, а также механизмы химиорезистентности, обусловленной взаимодействием химиотерапевтических препаратов и макрофагов.
Целью данного исследования было установление характера перепрограммирования модельных опухолеассоциированных макрофагов рака молочной железы и рака толстого кишечника при воздействии цисплатина in vitro.
Задачи:
1) Поиск литературных данных по генам, обнаруженных при помощи секвенирования следующего поколения в in vitro модели ОАМ;
2) Анализ вовлеченности наиболее различающихся транскриптов в статистически значимые сигнальные пути;
3) Валидация генов, обнаруженных при помощи секвенирования следующего поколения, с использованием ПЦР в режиме реального времени.
Объектом исследования служила модельная система опухолеассоциированных макрофагов (ОАМ), стимулированных цитокинами (IL4 и TGFbeta) и супернатантами опухолевых клеток MCF7 (аденокарцинома молочной железы) и Colo206F (карцинома толстого кишечника человека).
Научная новизна
Впервые изучено влияние химиотерапевтического агента цисплатина на транскрипционный профиль опухолеассоциированных макрофагов в модельной системе in vitro и выявлены основные активированные или ингибированные сигнальные пути, которые свидетельствуют о запуске про- или противоопухолевой программы в макрофагах.
Практическая значимость
Установленные маркеры ответа ОАМ могут быть использованы в качестве диагностических биомаркеров для определения программирующего воздействия химиотерапевтических агентов на активацию врожденного противоопухолевого иммунитета.
Отработанная тест система позволит проводить доклинические исследования новых противоопухолевых терапевтических агентов с целью отбора препаратов, оказывающих токсическое действие на опухолевые клетки и одновременно блокирующих про-опухолевую активацию макрофагов.
Сочетание таких свойств новых препаратов является ключевым моментом для принципиального повышения эффективности противоопухолевой терапии и снижения вероятности рецидивов.
Был осуществлен поиск литературных данных по генам, обнаруженных при помощи секвенирования следующего поколения на in vitro модели ОАМ. По результатам проведенного исследования было показано, что цисплатин активирует программу хронического воспаления в ОАМ человека, что может приводить к низкой эффективности химиотерапии или рецидиву опухоли, а также повышенному риску метастазирования. На уровне гипо- и гипер- экспрессированных генов, также были полностью валидированы результаты секвенирования следующего поколения, которые соответствовали уровню сверхэкспрессированных или гипоэкспрессированных транскриптов, вовлеченных в соответствующие активируемые и подавляемые пути, что свидетельствует о правильном биоинформатическом анализе и дает возможность углубить анализ с целью поиска и изучения потенциально новых диагностических и терапевтических мишеней.
