Введение к работе
Актуальность проблемы
Работа затрагивает вопросы, связанные с профилактикой и лечением онкологических заболеваний. Гепатоцеллюлярная карцинома (ГЦК) - одна из самых злокачественных опухолей. Количество новых диагностируемых случаев ГЦК возрастает ежегодно, при этом эффективной терапии, обеспечивающей высокие показатели 5-летней выживаемости пациентов на сегодняшний день нет. Подавляющее большинство ГЦК (более 80%) активно синтезируют альфа-фетопротеин (АФП).
АФП - белок сыворотки эмбриона, уровень экспрессии которого резко падает сразу после рождения, и остаётся низким на протяжении всей жизни человека. Однако, при возникновении ГЦК, а также некоторых опухолей репродуктивной системы уровень АФП в сыворотке крови резко повышается. Таким образом, АФП является белком-маркером ГЦК и поэтому представляется удобной мишенью для иммунотерапии этого новообразования. Важно отметить, что лимфоциты, распознающие АФП, не элиминируются в процессе становления иммунной системы, а продолжают циркулировать в крови человека в неактивном состоянии на протяжении всей жизни, благодаря чему сохраняется возможность их активации и развития иммунного ответа против этого аутоантигена.
В составе АФП обнаружены иммунодоминантные и субдоминантные эпитопы. Иммунный ответ, возникающий у пациентов с ГЦК, направлен, в основном, против этих последовательностей. В этой связи были предложены подходы к терапии ГЦК, где в качестве вакцины были использованы пептиды с последовательностями
иммунодоминантных районов. Однако, существенного эффекта на динамику роста опухоли иммунизация такой вакциной не оказывала. Вакцинация полноразмерным АФП может быть более эффективна, однако, как и в случае с другими белковыми и пептидными вакцинами, приведет к стимуляции гуморального (Тх2) иммунного ответа против АФП. При разработке вакцины против опухоли предпочтение отдается стимуляции клеточного (Txl) иммунного ответа. Для этого необходимо обеспечить деградацию белка-антигена в протеасоме, что позволит его пептидам быть презентированными клеткам иммунной системы молекулами главного комплекса гистосовместимости (ГКГ) I класса. ДНК-вакцина представляет собой механизм, позволяющий решить эту проблему. В течение последних десяти лет велись работы по созданию ДНК-вакцин на основе АФП. В результате была продемонстрирована перспективность и безопасность такого подхода, однако, примененные ДНК-вакцины не обеспечивали должной защиты. В диссертационной работе предложен новый способ модификации рекомбинантного АФП, обеспечивающий его направленную деградацию в протеасомах. Для этого был использован вектор, кодирующий АФП в одной рамке считывания с коротким деградационным сигналом орнитин декарбоксилазы (ОДК). Известно, что добавление такого сигнала к С-концу различных белков приводит к их быстрой деградации в протеасомах. Таким образом, в работе были созданы условия для презентации пептидов рекомбинантного АФП в комплексе с молекулами ГКГ I класса и тем самым для активации цитотоксических лимфоцитов (ЦТЛ), направленных против клеток ГЦК, экспрессирующих АФП.
Цель работы
Целью данной работы является разработка и создание ДНК-вакцин против АФП экспрессирующих клеток - клеток ГЦК. Суть данной работы заключается в поиске способов смещения иммунного ответа, вызываемого иммунизацией ДНК-вакциной, в сторону клеточного, т.е. стимуляции специфических цитотоксических лимфоцитов, направленных против клеток опухоли.
Научная новизна
В работе впервые использован механизм направления рекомбинантного АФП на деградацию в протеасому путем слияния его с деградационным сигналом орнитин
декарбоксилазы. В результате чего, была обеспечена быстрая протеасомная деградация рекомбинантного белка, а также выявлено существенное замедление роста ГЦК у мышей, иммунизированных такой вакциной.
Практическая значимость
Практическая значимость работы заключается в разработке новых подходов для иммунотерапии ГЦК, а также других злокачественных новообразований, клетки которых экспрессируют АФП. Более того, использованные в работе подходы могут быть применены для профилактики и лечения как онкологических, так и ряда инфекционных заболеваний, где имеется возможность получения направленного цитотоксического иммунного ответа против известных «маркерных» белков.
Апробация результатов
Результаты работы доложены:
на форуме молодых ученых Yong Scientist Forum (YSF) FEBS Турин, Италия 2011г.;
на 36-ом международном конгрессе FEBS, Турин, Италия 2011г.;
на 36-ом Европейском мультидисциплинарном онкологическом конгрессе, ЕССО, Стокгольм, Швеция 2011г.
Структура и объем диссертации
