Onkološki inštitut Ljubljana

PROJEKTNI PARTNERJI:

Vodja projekta:

Prof. dr. Gregor Serša  (SICRIS, ResearchGate)

Koordinatorica na UP FVZ:

Prof. dr. Maja Čemažar (SICRIS, ResearchGate)

Namen projekta je razvoj novih pristopov genske terapije za zdravljenje malignega melanoma in sarkoma, ki temeljijo na antiangiogenih mehanizmih. Na eksperimentalnih tumorjih bomo preizkusili učinek novih plazmidov z antiangiogenim delovanjem na tumorje z uporabo nevirusnih dostavnih sistemov: elektroporacijo in magnetnimi nanodelci. Za uspešnejšo translacijo v kliniko bomo preizkusili kombinacijo genske terapije z radioterapijo.
Projekt temelji na izdelavi novih plazmidov, ki kodirajo miRNA proti endoglinu (CD105) in adhezijski molekuli celic melanoma (MCAM/CD146), ki sta specifični za endotelijske celice v tumorjih in celice melanoma sposobne invazije. Ti dve specifični tarči bomo uporabili za tretiranje dveh različnih tumorjev melanoma pri eksperimentalnih živalih; melanom B16F1 z nizkim metastatskim potencialom in B16F10 z visokim metastatskim potencialom. Zaradi navzkrižne specifičnosti z ostalimi tipi tumorjev bomo uporabili tudi tumorski model sarkoma SA-1. Uporabili bomo tudi plazmid AMEP, ki ga je pripravil in delno validiral naš industrijski partner. Plazmid AMEP ima tako antiangiogeni kot neposredni citotoksični učinek na celice in tumorje melanoma.
Za vnos plazmidov bomo uporabili nevirusne dostavne sisteme; elektroporacijo in magnetne nanodelce. Elektroporacija je uveljavljena metoda za vnos genov za transfekcijo tumorjev, mišice in kože (elektrogenska terapija). Vnos genov z magnetnimi nanodelci (magnetofekcija) je v svoji začetni razvojni fazi. Ta pristop razvijamo v naši raziskovalni skupini z namenom testiranja in implementacije na področju zdravljenja raka.
Z elektrogensko terapijo in magnetofekcijo bomo določili učinkovitost transfekcije plazmidov, ki jih bomo pripravili in plazmida AMEP v celicah in vitro, ter njihov učinek na proliferacijo, adhezijo in invazijo celic. Antiangiogeni potencial plazmidov bomo testirali in vitro s testom angiogeneze (tube formation assay). Na podlagi teh rezultatov bomo nadaljevali s proučevanjem antiangiogenih in protitumorskih učinkov z intravitalno mikroskopijo na modelu dorzalnega okna. S pridobljenimi podatki bomo določili antiangiogeno učinkovitost narejenih plazmidov, ki kodirajo molekule miRNA, ter njihovo protitumorsko učinkovitost na tumorskih modelih melanoma in sarkoma in vivo.
Na induciranih tumorjih in metastazah bomo in vivo testirali protitumorsko učinkovitost plazmidov, ki kodirajo miRNA proti CD105 in CD146 in plazmida AMEP. Z uporabo intratumorske elektrogenske terapije ali magnetofekcije bomo testirali neposredne učinke na izbranih tumorskih modelih. Predvidena je tudi intramuskularna transfekcija plazmida AMEP, s katero bomo določili raven sistemskega sproščanja proteina v obtoku in njegove učinke na lokalno rast tumorjev in metastaz. Uporabili bomo obe metodi transfekcije; elektrogensko terapijo in magnetofekcijo. Ti eksperimenti predstavljajo izhodišče za nadaljnje eksperimente v kombinaciji z radioterapijo.
Antiangiogene terapije so že v uporabi v kombinaciji z radioterapijo za zdravljenje raka, vendar je antiangiogena genska terapija kot radiosenzitirajoča terapija še vedno v začetni fazi razvoja. Zato bomo elektrogensko terapijo s plazmidi, kot adjuvantno terapijo, kombinirali z radioterapijo. Določili bomo najboljše kombinacije terapij bodisi z enkratno bodisi večkratno gensko terapijo v kombinaciji z enkratno dozo obsevanja ali frakcioniranim obsevanjem. Raziskave bomo v največji meri izvajali na tumorskem modelu melanoma.
Z rezultati bomo pridobili podatke o protitumorski učinkovitosti plazmidov, ki kodirajo miRNA proti CD105 ali CD146 in plazmida AMEP na tumorje melanoma in sarkoma. Ravno tako bomo določili njihovo protitumorsko učinkovitost v kombinaciji z radioterapijo, kar bo osnova za translacijo pridobljenega znanja v kliniko.

Projekt J3-4211 z naslovom ” Antiangiogena genska terapija raka: tarčno zdravljenje z uporabo elektroporacije in magnetnih nanodelcev kot dostavnih sistemov” sofinancira Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije iz državnega proračuna.