Дополнительные услуги:

тел. (499) 324-93-50

тел. (495) 749-98-00

ПРОГРАММА ОБЪЕДИНЁННЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ «ПРОТЕОМ - ПЕРСОНАЛИЗИРОВАННАЯ ИММУНОТЕРАПИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА»

ПРОГРАММА ОБЪЕДИНЁННЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ «ПРОТЕОМ - ПЕРСОНАЛИЗИРОВАННАЯ ИММУНОТЕРАПИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА»

ФГБУ «Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина» РАМН

ФГБУ «Научный центр социальной и судебной психиатрии им. В.П.Сербского Минздрава РФ

ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий» ФМБА России

АНО «Национальный институт регенеративной медицины»

ЗАО Клиника восстановительной интервенционной неврологии и терапии «НейроВита»

«УТВЕРЖДЕНА»

на заседании Ученого Совета НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей ФГБУ «Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина» Российской Академии Медицинских Наук

Протокол заседания № __ от « 26 » июня 2012 г.

«УТВЕРЖДЕНА»

на заседании Ученого Совета ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий» ФМБА России

Протокол заседания № ___ от « 20 » июня 2012 г.

ПРОГРАММА ОБЪЕДИНЁННЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

«ПРОТЕОМ - ПЕРСОНАЛИЗИРОВАННАЯ ИММУНОТЕРАПИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА»

Шифр программы – «Нейроонкопротеомика»

Запрещается использование, опубликование, разглашение без письменного согласия ФГБУ РОНЦ им Н.Н.Блохина РАМН,ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий» ФМБА России, ЗАО Клиника восстановительной интервенционной неврологии и терапии «НейроВита». ФГБУ «Научный центр социальной и судебной психиатрии им В.П.Сербского» Минздрава РФ, АНО «Нацинальный институт регенеративной медицины»

Москва 2012

ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ

Наименование программы « ПРОТЕОМ-ПЕРСОНАЛИЗИРОВАННАЯ ИММУНОТЕРАПИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА»

Основание для разработки Решение Объединенного Ученого Совета ФГБУ РОНЦ им Блохина Российской академии медицинских наук № 16 от 21.09. 2011

Программы Заказчик Программы: АНО «Национальный институт регенеративной медицины»

Основные центры проведения Программы

1. Головная организация - ФГБУ Российский Онкологический Научный Центр им.Н.Н.Блохина РАМН

2. ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр специализиро-ванных видов медицинской помощи и медицинских технологий» ФМБА России

3. ГОУ ВПО «Национальный исследовательский государственный медицинский университет им Н.И. Пирогова»

4. ФГБУ «Государственный научный центр социальной и судебной психиатрии им. В.П.Сербского» Минздравсоцразвития РФ

5. ЗАО «Клиника восстановительной интервенционной неврологии и терапии «НейроВита»

Цели и задачи Программы

- разработка и создание новых высоких биотехнологий производства и применения персонифицированных противоопухолевых клеточных иммунопрепаратов (индивидуализированных вакцин и пептидно-инженерных препаратов иммунокомпетентных, стволовых и прогенеторных клеток) для лечения нейроонкологических заболеваний с использованием клеточных, геномных и постгеномных (протеомных) и биоинформационных технологий;

- Отработка технологий культивирования, иммуносепарации, протеомного лизирования, картирования и профилирования гемопоэтических, нейральных, мезенхимальных стволовых, прогенеторных клеток и раковых стволовых клеток, выделенных из опухоли конкретного онкологического пациента;

- Проведение сравнительного биоинформационного анализа протеомных профилей постнатальных стволовых и прогенеторных клеток пациента с аналогичными профилями его опухолевых и раковых стволовых клеток и создание математической модели для диагностики белков, МикроРНК и различных низкомолекулярных соединений, способных пептидно–инженерным путем ремоделировать протеомный профиль аутологичных прогенеторов гемопоэза и восстановить их регуляторные противоопухолевые свойства ;

- отработка пептидно-инженерных биотехнологий создания и производства персонифицированных по протеомному профилю клеточных препаратов из стволовых и прогенеторных клеток и (или) иммунокомпетентных клеток в экспериментальной индивидуализированной иммунотерапии на моделях нейроонкологической патологии у животных

- проведение пилотных испытаний, разработанных методик протеом-персонализированной иммунотерапии у нейронколо-гических пациентов с глиобластомами. метастазами рака легких и рака груди в головной мозг

- ограниченное внедрение в повседневную практику головных медицинских учреждений МЗ РФ, ФМБА России, РАМН высокотехнологичных интервенционных постгеномных технологий нейроонкопротеомики с использованием постнатальных и раковых стволовых клеток человека;

-Оценка эффективности методов иммунотерапии персонифи-цированными по протеомному профилю иммунокомпетентными клетками в эксперименте на животных и на практике в нейроонкологическом стационаре и разработка нормативно-правовой базы для применения этих пептидно-=инженерных технологий в клинике ; Сроки и этапы реализации 2012 г. – 2017 г. Подпрограммы

Этапы реализации

Первый этап (2012- 2013 г)

-Информационный анализ состояния проблемы разработки персонифицированных противоопухолевых клеточных препаратов по данным литературы, интернета и планирование работы по нейропротеомике, картированию и профилированию белков постнатальных регионарных и раковых стволовых клеток (СК) на моделях нейроонкологических заболеваний у животных

-Разработка биоинформационных и математических моделей для анализа результатов протеомного картирования и профилирования СК и диагностики биохимических агентов способных обеспечить противопухолевое пептидно-инженерное ремоделирование протеомного профиля прогенеторных систем;

-Получение разрешения этических комитетов на работы в области клеточных технологий, ремоделировании протеомного профиля терапевтических клеточных систем;

-Экспериментальные операции по терапии протеом-персонализированными вакцинами, цитотоксическими лимфоцитами, гемопоэтическими стволовыми клетками с ремоделированным протеомным профилем на моделях животных;

- Дооснащение медицинским оборудованием существующих научно-практических центров МЗ РФ и РАМН

-Подготовка кадров по тематике исследований;

-Налаживание сотрудничества и деловых связей с ведущими мировыми нейроонкологическими центрами;

-Подготовка протоколов и организация и проведение пилотных исследований по терапии протеом-персонифицированными иммунотерапии опухолей мозга в клинике;

Второй этап ( 2013-2017 г.)

-реализация основных мероприятий Подпрограммы по применению протеом-персонифицированной иммунотерапии в эксперименте и клинике;

-внедрение результатов экспериментальных исследований в клиническую практику;

-внедрение высоких технологий персонифицированной иммунотерапии опухолей мозга в медицинской практику лечения больных; Перечень основных мероприятий

Программы - Материально–техническое обеспечение деятельности участников необходимым оборудованием и реактивами для проведения экспериментальных операций по тканевой инженерии органов и тканей;

- Подготовка кадров для обеспечения работ по культуральным технологиям и технологиям изготовления новых биополимерных материалов;

- Разработка новых противоопухолевых клеточных технологий и интервенционных методик в лечении млекопитающих и человека с опухолями головного мозга;

- Информационное обеспечение деятельности участников программных мероприятий;

Соисполнители проведения Программы

1. ГОУ ВПО « Дальневосточный Федеральный Университет» (г.Владивосток, Россия)

2. ФГБУ «Российский научно-исследовательский нейрохирургический институт им. А.Л. Поленова» ( г. Санкт –Петербург, Россия )

3. АНО «Национальный институт регенеративной медицины» ( г. Москва, Россия)

Объемы и источники

Программа осуществляется за счет частного финансирования на средства заказчиков Программы, а также бюджетные и внебюджетные средства участников программы;

финансирования для реализации Программы потребуется частное и внебюджетное финансирование за счет взносов спонсоров и внешних Инвесторов в размере 150 000 000 ( сто пятьдесят миллионов) рублей

Ожидаемые конечные результаты Программы

- Разработка и создание наукоемкой биоинженерной технологии проетом- персонифицированной иммунотерапии опухолей головного мозга человека человека;

- Широкое внедрение технологий протеом-персонифицированную иммунотерапии в клиническую нейроонкологическую практику;

- Улучшение качества жизни и ее продолжительности у пациентов с некурабельными нейроонкологическими заболевания мозга;

Система организации контроля за исполнением Программы и независимая экспертиза результатов -

Контроль за реализацией

Программы осуществляют: по вопросам науки и этики

Ученые советы и Этические комитеты ФГБУ РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН и ФГБУ ФНКЦ СВМП иМТ ФМБА России

по вопросам практической реализации Объединеный Ученый Совет ФГБУ РОНЦ им Н.Н.Блохина РАМН

Независимая экспертиза исследований

оценку качества проведенных исследований предложить проводить руководителю департамента иммунологии Медицинской школы Иллиноиского общественного университета ( США, Чикаго) профессору Belur Prabhkar

Финансовая экспертиза

Экспертизу правильного расходования финансовых средств поручить наблюдательному Совету Международного Фонда Развития Клеточных Технологий

ОБОСНОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ И НЕОБХОДИМОСТИ ЕЕ РЕШЕНИЯ ПРОГРАММНЫМИ СРЕДСТВАМИ

Частота опухолей центральной нервной системы относительно невелика. Они составляют около 1,5% от общего количества летальных исходов населения России. Среди органических заболеваний нервной системы опухоли мозга составляют от 4,5% до 6%. В том числе, опухоли головного мозга достигают до 4%. опухоли спинного мозга - до 4%. Они встречаются чаще у людей 20-40 лет, чаще у мужчин. Значимость опухолей нервной системы определяется, во-первых, тяжестью данного вида патологии, чаще зависящей не столько от характера самого неопластического процесса и степени злокачественности опухоли, сколько от локализации ее вблизи жизненно важных центров; во-вторых, зависимостью результатов лечения от своевременности диагностики и наконец, в- третьих, частотой ошибок при их распознавании, являющихся наиболее высокой по отношению к прочим заболеваниям нервной системы (Акимов Г.А. 1982). Но социальная депрессивная значимость в обществе словосочетаний «опухоль мозга» и степень дезадаптации и возможной инвалидизации и даже смерти после ее удаления, огромна. Общественный резонанс словосочетания «опухоль мозга» даже более пугающий, чем страшное слово «рак». Кстати словосочетание «рак мозга» методически не верно, и онкологи и нейрохирурги его стараются никогда не использовать.

В отличие от опухолей других органов, опухоли головного мозга имеют определенные особенности, связанные с местонахождением в нервной системе. Они возникают и растут интракраниально- в полости черепа, или интравертебрально в полости спинномозгового канала позвоночника, имеющих жесткий объем. Внутричерепное и интравертебральное (внутри позвоночника) содержание представлено мозговой тканью, кровью и спинномозговой жидкостью; все они не сжимаемы, и некоторая степень компенсации при увеличении внутричерепного объема может быть достигнута только за счет вытеснения из полости черепа или позвоночника крови и спинномозговой жидкости. В связи с этим рост опухоли приводит к повышению внутричерепного давления и в конечном счете к развитию гипертензионного синдрома.

Клиника проявлений опухолей головного мозга манифестирует развитием очаговых симптомов. Они возникают в связи с раздражением и выпадением функций пораженного отдела мозга. Постепенно по мере роста опухоли в мозге очаговые симптомы усугубляются и сменяются явлениями выпадения. При оценке очаговых (фокальных) симптомов следует иметь в виду, что они могут быть связаны с дисфункцией соседних с опухолью структур вследствие отека, сосудистых расстройств и других факторов. В дальнейшем нарастают гипертензионные явления. а также усиливаются общемозговые нарушения (Карлов В.А.,2002).

Растущая опухоль нарушает циркуляцию ликвора и способствует ее избыточному накоплению в желудочковой системе, сдавливает кровеносные сосуды, расстраивает мозговое кровообращение. Опухоль вызывает деструктивные изменения в ткани мозга, которые сдавливает, приводит к их воспалению и отеку. Поверхностные опухоли вызывают реактивные изменения оболочек мозга и костей черепа. Злокачественные опухоли и продукты распада мозговой деятельности нередко оказывают токсическое воздействие на мозг. Сама опухоль иногда обызвествляется и в ее ткани возникают кровоизлияния (Мисюк Н.С. с соавт.1988).

Опухоли центральной нервной системы (ЦНС) подразделяются на первичные и вторичные. Первичные опухоли возникают непосредственно из ткани ЦНС. Вторичные опухоли мозга являются метастатическими. Первичные опухоли происходят из нейроэпителиальной ткани ( астроцитомы, олигодендроглиомы, эпиндемомы. папилломы и другие), оболочек, корешков черепных и спинальных нервов (шванномы. нейрофибромы) и оболочек мозга (менингеомы, саркомы оболочек и другие). Опухоли ЦНС могут происходить из клеток предшественников и эмбриональных стволовых клеток ( герминомы, тератомы и другие). Сходную с опухолью клиническую картину могут давать опухолеподобные процессы типа кисты кармана Ратке, эпидермоидная киста (холестеатома), дермоидная киста, паразитарные конгломераты из цистоцерка, эхинококка, инфекционные грануломы типа туберкуломы и гуммы.). Обособленно в ряду опухолей ЦНС расположены опухоли турецкого седла (аденомы, карциномы и краниофарингеомы). Возможно прорастание опухолей из соседних тканей – хордомы. Опухоли ЦНС подразделяются на доброкачественные и медленно растущие ( невриномы, астроцитома. тератома, олигодендроглиома, гемангиома) и злокачественные недифференцированные и быстро растущие (глиобластома, медуллобластома, герминома ). Опухоли подразделяют на одиночные и множественные, экстра и интрацеребральные.

По локализации опухоли головного мозга подразделяются на три большие группы: на субтенториальные (над мозжечковым наметом) опухоли (полушарные, внутрижелудочковые, подкорковые) и субтенториальные (под мозжечковым наметом) опухоли (мозжечка, мозгового ствола, IV желудочка мозга и др.) и гипофизарной области (гипофиза. турецкого седла и др.).

По гистологической структуре и степени дифференцировки клеточных элементов различают нейроэктодермальные, оболочечно-сосудистые, смешанные, гипофизарные, гетеротопические, системные, метастатические и опухоли по гистологической структуре соответствующие тканям, врастающим в полость черепа.

Чаще всего встречаются нейроэктодермальные опухоли (глиомы), развивающиеся из клеточных элементов – производных нейроэктодермы. Среди них выделяют незрелые опухоли, состоящие из недифференцированных клеток (медулобластомы, мультиформные спонгиобластомы и др.) с быстрым инфильтративным ростом. Медулобластомы – злокачественные опухоли, которые выявляются преимущественно у детей, локализуются в мозжечке, стволе мозга и обладают способностью метастазирования по ликворным путям. Мультиформные спонгиобластомы –злокачественные опухоли. обычно обнаруживаемые у людей среднего возраста и пожилых. чаще образующиеся в полушариях большого мозга. К созревающим и зрелым опухолям глиального ряда относят опухоли, растущие из макроглии (полярные спонгилобластомы, астроцитомы) олигодендроглии (олигодендроглиомы), эпендимы (эпендимомы), эпителия ворсинчатотого сплетений (хориоидпапиломы), шванновской оболочки (невриномы).

Мы не будем в нашей программе детализировать систематику опухолей спинного мозга и периферической нервной системы и отправим интересующегося читателя к специализированной литературе. Мы достаточно иллюстративно показали многообразие нейроонкологических заболеваний. Нам представляется целесообразным сосредоточиться в своих исследованиях на самых злокачественных опухолях нервной системы – это глиомах и глиобластомах головного мозга. Мы считаем, что именно моделирование их в эксперименте, выявление системных закономерностей канцерогенеза и особенностей опухолевого роста именно этих ведущих нейроонкологических заболевания даст ключ к пониманию канцерогенеза и разработки новых стратегий лечения всей нейроонкологической патологии с использованием высоких технологий.

В современной научной литературе о злокачественных опухолях нервной системы большинство исследователей сходятся во мнение, что ключом к разгадке канцерогенеза нейроонкологических болезней является генетическая нестабильность и высокая подверженность клеток нервной системы к мутагенезу, которая отчетливо отмечается во всех нейроонкологических заболеваниях.

На сегодня выделены практически все ключевые опухолевые гены-супрессоры, нарушения экспрессии которых, приводят к формированию специфичных новообразований нервной системы. Ключевые опухолевые гены-супрессоры при ведущих нейроонкологических заболеваниях можно систематизировать следующим образом:

1. Ген Р53 –многофункциональный опухолевый супрессор ( Хромосомная локализация -17p13, регуляция клеточного цикла, апоптоза, репарации ДНК, поддержание целостности генома)

- Типы нейроопухолей ассоциированные с р53: нейробластомы

- Другие опухоли ассоциированные с р53: рак легкого, рак молочной железы, гепатокарциномы, карциномы кожи, лимфома Беркита, Т-клеточный лейкоз

2. Ген PTEN-опухолевый супрессор ( Хромосомная локализация 10q 23.3. регулирует клеточный цикл и стимулирует апоптоз, модулируя сигнальный путь PI3k-PKB/Akt) -Типы нейроопухолей ассоциированные с PTEN: глиомы, глиобластомы, менингеомы -Другие опухоли ассоциированные с РТEN: меланома, рак почки, рак матки, рак молочной железы, рак предстательной железы аденокарциномы кишечника, лимфосаркомы,герминальные опухоли

3. Ген VHL – опухолевый супрессор (Хромосомная локализация 3р25-26, регулирует реакцию на гипоксию и ингибирует ангиогенез, подавляет экспрессию гена VEGF(фактор роста эндотелия сосудов) и других генов гипоксии -Типы нейроопухолей ассоциированные с Ген VHL Гемангиобластомы ЦНС - Другие опухоли ассоциированные с геном VHL. ангиомы сетчатки. феохромоцитома, карцинома почки, рак поджелудочной железы

4. Ген NF1/ нейрофибромин и ген NF2/ мерлин опухолевый супрессор (хромосомная локализация Ген NF1 - переводит гены RAS из активной формы в неактивную), 17q11.2 (NF2 22q11.1 осуществляет связь мембраны клетки с цитоскелетом) - Типы нейроопухолей ассоциированные с Геном NF1 и геном NF2: нейрофиброматоз 1 типа (болезнь Реклинхаузена) и нейрофиброматоз 2 типа, невриномы, менингиомы, шваномы.

Исследование генов-«кандидатов» показало, что большую роль в патогенезе глиобластом и медуллобластом, самых распространенных злокачественной опухоли головного мозга у детей, играют эпигенетические события. В целях максимально полной оценки эпигенома медуллобластомы J.A. Anderton et al. (2008) предприняли исследование генома целиком и определили гены, которые характеризуются метилирование-зависимой регуляцией. Микрочиповый анализ экспрессии в клетках медуллобластомы после проведенного лечения ингибитором ДНК- метилтрансферазы выявил отсутствие регуляции многих транскриптов (3%-6% проб в каждой линии). Восемнадцать генов независимо друг от друга оказались более чем в 3 раза реактивированы в клетках всех линий. Анализ бисульфитных последовательностей выявил для 12 из этих генов, интенсивное метилирование CpG-островков, ассоциированное с транскрипционным сайленсингом. Анализу были подвергнуты также первичные опухоли и здоровый мозжечок, и было установлено 3 основных класса генов, регулируемых на эпигенетическом уровне: (1) гены с нормальным метилированием (DAZL, ZNF157, ASN), где метилирование отражает соматические паттерны, характерные для мозжечка, (2) гены, сцепленные с Х-хромосомой (MSN, POU3F4, HTR2C), - поло-специфические паттерны метилирования которых в опухолях нарушаются, и (3) опухоле-специфические метилированные гены (COL1A2, S100A10, S100A6, HTATIP2, CDH1, LXN), уровень метилирования которых в опухолях выше, чем в мозжечке. Тщательный анализ COL1A2 также свидетельствует в пользу того, что он играет ключевую роль в генезе медуллобластомы. В 46 случаях из 60 (77%) имело место интенсивное биаллельное метилирование, ассоциированное с транскрипционным сайленсингом. Более того, статус COL1A2 позволил говорить о детской медуллобластоме дисмопластического гистопатологического подтипа, и что в основе таких опухолей и более благоприятного прогноза при них может лежать молекулярный патогенез самого разного характера. В результате американские ученые из университета Ньюкасла (J.A. Anderton et al. 2008) получили гораздо более полное представление об эпигеноме медуллобластомы, нежели ранее, а также серьезные доказательства в пользу того, что определение уровня метилирования конкретных генов облегчает задачу классификации медуллобластом на подтип.

Другим не менее важным, чем генетическая и эпигенетическая нестабильность, компонентом канцерогенеза нейроонкологических заболеваний является нарушения внутриклеточного сигналинга нервных клеток при нейроонкологических болезнях. Сегодня нарушения внутриклеточного сигналинга при основных опухолях мозга описаны молекулярными биологами практически полностью. Общепризнано, что именно это направление в диагностике и разработке перспективных методов лечения опухолей мозга является самым приоритетным в современной нейроонкологии.