«ЦЕНТР БИОМЕДИЦИНСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ: РНК терапия и биология»НИР

Skoltech Center for Biomedical Research «RNA therapy and biology» component

Источник финансирования НИР

Хоздоговор, Автономная некоммерческая образовательная организация высшего профессионального образования "Сколковский институт науки и технологий"

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. «РНК терапия и биология»
Результаты этапа: Проведен поиск длинных некодирующих РНК - кандидатов для изучения механизмов опухолеобразования на модели рака печени, а также потенциальных мишеней направленной РНК-терапии. Выбрано 10 потенциальных мишеней. Выявлены 2 РНК кандидата для изучения процессов опухолеобразования. Подобраны siRNA эффективно ингибирующие экспрессию этих транскриптов. Определены фрагменты транскриптов, наиболее перспективные для дизайна siRNA. Найден ген РНК, аннотированной, как длинная некодирующая, но, по-видимому, кодирующая небольшой функционально важный пептид. К данному транскрипту подобрана эффективная малая интерферирующая РНК. Выбраны три гена гипотетических РНК метилтрансфераз. С помощью CRISPR/Cas9 системы получены линии клеток мыши, в которых инактивированы выбранные гены. Рассмотрены две потенциальные мишени лекарственных препаратов: асиалогликопротеиновый рецептор и простатно специфический мембранный антиген (PSMA). Проведен дизайн методом молекулярного докинга новых потенциальных лигандов к мишеням. Проведен органический синтез органических лигандов. Синтезированы и проанализированы различные флуоресцентно-меченые конъюгаты. Проведено моделирование контузионной травмы спинного мозга (КТСМ) различной степени тяжести. Функциональные нагрузочные тесты позволили объективно оценить восстановление в двигательной сфере крыс после КТСМ. Апробированные нами функциональные нагрузочные тесты могут целесообразно использоваться при исследовании эффективности лечения травматической болезни спинного мозга для объективизации полученных экспериментальных данных. Научно-организационная деятельность: Члены коллектива принимали участие в создании инфраструктуры центра РНК терапии и биологии в Сколтехе. Создана совместная лаборатория МГУ – Сколтех на территории МГУ (В. Котелянский (США), О. Донцова, А. Мажуга, А. Кабанов, Н. Клячко). Члены коллектива активно принимали участие в развитии образовательного потенциала Сколтеха. П.В. Сергиев подготовил Курс лекций в Сколтехе «Молекулярная биология» 10 занятий осенний семестр 2014. Донцова О.А. и сотр., Мажуга А.Г. участвовали в совместных семинарах в Сколтехе «Длинные некодирующие РНК и патологии печени», «Новые лиганды для взаимодействия с белками-рецепторами на поверхности клеток рака печени и простаты». А.В. Кабанов, О.А. Донцова, Н.Л. Клячко, А.Г. Мажуга, Н.Н. Нуколова, Е.А. Зайцева, М. Рубцова, П. Сергиев, Д. Андерсон, В. Котелянский, Ю. Котелевцев, Т. Зацепин участвовали в Международной конференции "Терапия будущего", 26-28 мая 2014 г., Сколтех, Гиперкуб, Москва, а также в общем обсуждении и совместном семинаре. Члены коллектива принимали участие в развитии кадрового потенциала Сколтеха. Сергеева О.В., Нестерчук М.В., Ажибек Д.М., Шубернецкая О.С., Ежов Р.Н. стали научными сотрудниками Сколтеха. Чугунова А. поступила в аспирантуру Сколтеха. Проведены мероприятия, направленные на развитие потенциала по взаимодействию с промышленностью: состоялись переговоры с представителями предприятий и компаний, работающих в сфере разработки адресных терапевтических препаратов: BIND, Новамедика, Роснаномединвест ( А. Мажуга, А. Кабанов, Н. Клячко). Члены коллектива принимали участие в развитии потенциала в области предпринимательства и инноваций. Доцент А.Г. Мажуга и др. сотрудники проекта принимали участие в конкурсах Программы инноваций Сколтеха. Члены коллектива принимали участие в развитии репутационного потенциала Сколтеха. А. Кабанов, Н. Клячко, А. Мажуга, Н. Нуколова, студенты, аспиранты принимали активное участие в популяризации проекта. Представляли результаты исследований в научно-популярных передачах на телеканалах "Москва24", "Культура", обсуждение с А. Урманцевой и др., интервью для Российских газет, фотоматериалы.
2 1 марта 2015 г.-31 декабря 2015 г. «ЦЕНТР БИОМЕДИЦИНСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ: РНК терапия и биология»
Результаты этапа: Проведены исследования, направленные на выяснение потенциальной возможности эффективного ингибирования экспрессии длинных некодирующих РНК в клетках и в печени при помощи siRNA с целью дальнейшего проведения опытов на мышиных моделях. Продолжены работы по выяснению механизма функционирования некодирующих РНК RP11-209K10.2, LINC00261 и 9030622O22Rik. Получены различные генетические конструкции, которые можно использовать для создания как нокаутных мышей, так и получения различных клеточных линий с целью выяснения локализации изучаемых белков, а также поиска клеточных партнеров. Получены антитела для изучения локализации потенциальных метилтрансфераз. Проведены начальные стадии по выяснению функциональной роли гипотетических метилтрансфераз и короткого пептида. Рассмотрены две потенциальные мишени лекарственных препаратов: асиалогликопротеиновый рецептор и простатно специфический мембранный антиген (PSMA). Проведен дизайн методом молекулярного докинга новых потенциальных лигандов к мишеням. Проведен органический синтез органических лигандов – производных N-ацетилгалактозамина. Изучены параметры связывания лигандов с белком-рецептором. Найдены соединения с лучшими константами. Оптимизированы условия проведения изучения свзывания лигандов с белков методом поверхностного плазмонного резонанса. Проведен органичекий синтез лигандов к PSMA, полученные молекулы охарактеризованы. Разработана методика синтеза катионных липидов, проведены отдельные стадии процесса, охарактеризованы соединения, полученные на различных стадиях. Научно-организационная и педагогическая деятельность: Члены коллектива исполнителей и сотрудники МГУ принимали участие в создании инфраструктуры совместной лаборатории МГУ – Сколтех для выполнения проекта по таргетной доставке РНК в печень и простату в Ломоносовском корпусе МГУ имени М.В. Ломоносова. Профессор МГУ П.В. Сергиев прочитал Курс лекций в Сколтехе «Молекулярная биология» (10 занятий ). Члены коллектива исполнителей участвовали в проведении совместных семинаров в Сколтехе «Длинные некодирующие РНК и патологии печени», «Новые лиганды для взаимодействия с белками-рецепторами на поверхности клеток рака печени и простаты», а также в организации и проведении семинара на химическом факультете МГУ по тематике проекта “Использование производных N-ацетилгалактозамина для доставки РНК в печень”. Члены коллектива принимали участие в развитии кадрового потенциала Сколтеха. Сергеева О.В., Нестерчук М.В., Ажибек Д.М., Шубернецкая О.С., Ежов Р.Н. стали научными сотрудниками Сколтеха. Чугунова А.А. - аспирант Сколтеха, Коротченко Е.С. – магистрант Сколтеха. Следует отметить, что эти сотрудники проводили научную работу и стажировались в лаборатории на территории МГУ. В целях популяризации научных исследований и развития репутационного потенциала Сколтеха руководитель А.В. Кабанов и исполнители проекта Н.Л. Клячко, А.Г. Мажуга, О.А. Донцова, студенты, аспиранты представляли результаты исследований в научно-популярных передачах на телеканалах "Москва 24", "Культура", а также в интервью для Российских газет.
3 1 марта 2016 г.-31 декабря 2016 г. «ЦЕНТР БИОМЕДИЦИНСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ: РНК терапия и биология»
Результаты этапа: На данном этапе работы проводились по двум проектам: 1. Генетические основы заболеваний; 2. Новые лиганды для направленного транспорта. Выполнены исследования, целью которых было выяснение механизма функционирования некодирующих РНК RP11-209K10.2, LINC00261 и 9030622O22Rik. Получены различные генетические конструкции для создания нокаутных мышей и получения различных клеточных линий. Начаты работы по созданию коллекции клеточных линий и линий мышей с инактивированными генами. Получены антитела для изучения локализации потенциальных метилтрансфераз. Рассмотрены две потенциальные мишени лекарственных препаратов: асиалогликопротеиновый рецептор и простатно специфический мембранный антиген (PSMA). Методом молекулярного докинга проведен дизайн новых потенциальных лигандов к мишеням. Синтезированы органические лиганды – производные N-ацетилгалактозамина. Изучены параметры связывания лигандов с белком-рецептором. Найдены соединения с лучшими константами. Оптимизированы условия связывания лигандов с белком методом поверхностного плазмонного резонанса. Показана перспективность использования метода поверхностного плазмонного резонанса для исследования межмолекулярных взаимодействий новых молекул с таргетными мишенями. Проведен органический синтез лигандов к (PSMA), полученные молекулы охарактеризованы. Разработана методика синтеза катионных липидов, охарактеризованы соединения, полученные на отдельных стадиях процесса. Создана база данных потенциальных противоопухолевых препаратов на основе ингибиторов PSMA. В целях наращивания исследовательского и кадрового потенциала Сколтеха была проведена следующая работа: Члены коллектива исполнителей и сотрудники МГУ принимали активное участие в создании и развитии инфраструктуры совместной лаборатории МГУ – Сколтех для выполнения проекта по таргетной доставке РНК в печень и простату в Ломоносовском корпусе МГУ имени М.В. Ломоносова. Профессор МГУ П.В. Сергиев в осеннее семестре 2016 г. прочитал Курс лекций в Сколтехе «Молекулярная биология» (6 занятий ). Члены коллектива исполнителей участвовали в проведении совместных семинаров в Сколтехе «Длинные некодирующие РНК и патологии печени», «Новые лиганды для взаимодействия с белками-рецепторами на поверхности клеток рака печени и простаты», а также в организации и проведении семинара на химическом факультете МГУ по тематике проекта “Использование производных N-ацетилгалактозамина для доставки РНК в печень”. Члены коллектива принимали участие в развитии кадрового потенциала Сколтеха. Сергеева О.В., Нестерчук М.В., Ажибек Д.М., Шубернецкая О.С., Ежов Р.Н. стали научными сотрудниками Сколтеха. Чугунова А.А. - аспирант Сколтеха, Коротченко Е.С. – магистрант Сколтеха. Следует отметить, что эти сотрудники проводили научную работу и стажировались в лаборатории на территории МГУ. В целях популяризации научных исследований и развития репутационного потенциала Сколтеха руководитель А.В. Кабанов и исполнители проекта Н.Л. Клячко, А.Г. Мажуга, О.А. Донцова, студенты, аспиранты представляли результаты исследований в научно-популярных передачах на телеканалах "Москва 24", "Культура", а также в интервью для Российских газет.
4 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. «ЦЕНТР БИОМЕДИЦИНСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ: РНК терапия и биология»
Результаты этапа: Выполнены исследования, направленные на разработку способов доставки РНК in vivo при помощи конъюгатов со специфическими лигандами в органы и клетки. Проведен скрининг потенциальных лигандов. Разработаны методы синтеза и синтезирован ряд лигандов для дальнейшего конъюгирования с siRNA и доставки высокостабильных в раковые клетки и макрофаги. Методом плазмонного поверхностного резонанса проведено изучение эффективности связывания новых лигандов, потенциальных малых противораковых молекул in vitro. С целью изучения длинных некодирующих РНК как возможных мишеней для клинического вмешательства при лечении метаболических, воспалительных и злокачественных заболевания проведен сравнительный анализ экспрессии генов в линии с нарушенной терминацией транскрипции гена теломеразной РНК человека. Осуществлен подбор наиболее эффективно работающих siRNA к компонентам комплекса Интегратор, который участвует в регуляции транскрипции генов некодирующих РНК. Проводятся работы по выявлению функциональных механизмов, связанных с модификацией РНК и влияющих на развитие генетических заболеваний. Для исследования отобраны метилтрансферазы, функции которых не известны или плохо изучены: WBSCR27 (ген WBSCR27 входит в состав участка хромосомы, потеря которого вызывает синдром Вильямса, проявляющийся в отставании умственного развития); KIAA1456 (предположительно онкосупрессор), METTL16 (регуляция сплайсинга пре мРНК MAT2A), NSUN7 (мутация гена NSUN7 ассоциируется с мужским бесплодием); METTL3 (установлено влияние на биогенез U3 мяоРНК). На данном этапе проведен нокдаун мРНК METTL16 в клеточных линиях при помощи ОТ-ПЦР, определено влияние на количество U3 мяоРНК. Проводятся исследования субстратной специфичности, партнеров и функциональной роли предположительной метилтрансферазы WBSCR27. Осуществлена иммунопреципитация гибридного белка HA-WBSCR27. Созданы линии мышей с внедрением аффинного гена HA тега в ген WBSCR27.
5 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. «ЦЕНТР БИОМЕДИЦИНСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ: РНК терапия и биология»
Результаты этапа: Оптимизированы протоколы синтеза лигандов простатического специфического мембранного антигена (PSMA) и маннозного рецептора (Man-R). Получены препаративные количества целевых соединений для конъюгирования с малыми интерферирующими РНК(миРНК). Для улучшения биодоступности разрабатываемых конъюгатов миРНК предложено объединить векторный фрагмент (углеводный остаток) с гидрофобным фрагментом - пентациклическим тритерпеноидом. Полученные лиганды должны обеспечить направленный транспорт олигонуклеотидов в раковые клетки. Синтезированные соединения были протестированы более чем на пяти различных клеточных линиях для определения их цитотоксичности. Исследован ряд синтетических лигандов асиалогликопротеинового рецептора (ASGPR). Проведено тестирование эффективности связывания конъюгатов лигандов с противораковыми малыми молекулами in vitro методом поверхностного плазмонного резонанса. Ряд проанализированных соединений показал очень низкую константу связывания (высокое сродство к рецептору), и может быть использован для конструирования платформы для доставки в гепатоциты. Осуществлен синтез и исследованы физико-химические свойства новых лигандов ASGPR. Исследован ряд производных терпена бетулина. Аффинность предложенных GalNAc-содержащих лигандов, измеренная методом поверхностного плазмонного резонанса, оказалась выше аффинности нативного лиганда (GalNAc). Создана модель иммобилизированного на покрытии чипа белка-рецептора PSMA для проведения контролируемого анализа потенциальных лигандов с оценкой их термодинамической константы связывания. Оценка термодинамической константы связывания позволит оптимизировать подбор более аффинных лигандов к белку PSMA для последующей модификации ими малых молекул (доксорубицин (DOX), паклитаксел (PTX)), контейнеров (липосомы, полимерные мицеллы), макромолекул (белки, ДНК, миРНК и др.). На крысах Wistar с трансплантированным подкожно альвеолярным слизистым раком печени РС-1 изучено распределение производных N-ацетилгалактозамина (GalNAc) и N-ацетилглюкозамина (GlсNAc) в организме животного, их способность проникать в опухоли. Показано, что конъюгаты коммерчески доступного флуоресцентного красителя sulfo-Cy5 и лиганда на основе N-ацетилгалактозамина проникали в клетки рака печени на порядок лучше в сравнении с производными N-ацетилглюкозамина. Выполнены работы, направленные на исследование длинных некодирующих РНК (lncRNA) в качестве возможных мишеней для клинического вмешательства при лечении метаболических, воспалительных и злокачественных заболеваний печени. Показано, что терминация транскрипции теломеразной РНК регулируется промотором, а главным регулятором экспрессии гена теломеразной РНК человека является мультисубъединичный комплекс Интегратор.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".