НИО фундаментальной онкологии с группой генной инженерии и клеточной терапии
Основная деятельность
Деятельность группы генной инженерии и клеточной терапии сосредоточена на исследованиях эффективности и безопасности генетически модифицированных лимфоцитов для терапии онкологических заболеваний. Лаборатория оснащена биореакторами применяемыми в масштабировании производства векторов для генетических модификаций Т-лимфоцитов, оборудованием для производства клеточных продуктов, анализа и их криоконсервации.
Разработанные и внедренные технологии
С целью определения стратегии улучшения дизайна CAR T-клеток в настоящее время в НИЛ онкогематологии ведется работа по идентификации генов, ассоциированных с устойчивостью опухолей к CAR-T терапии. Еще одним направлением работы в данной области является разработка аллогенных универсальных CAR T-клеток, создание которых увеличит доступность терапии для пациентов. Работы по разработке отечественных CAR T-клеток ведутся группой генной инженерии и клеточной терапии под руководством А.В. Петухова.
Участие в государственных заданиях
С 2019 года по 2021 сотрудники НИО выполняли тему государственного задания: «Разработка аллогенных опухоль-специфичных Т-лимфоцитов с химерным антигенным рецептором к антигену CD19». Руководитель: Зарицкий А.Ю.
Разработанные CAR-T клетки показали высокую противоопухолевую активность in vitro.
In vivo разработанные аллогенные CAR-T клетки (Генетически модифицированные лимфоциты) продемонстрировали слабый противоопухолевый эффект. Определяется три главные причины сильного снижения противоопухолевого эффекта in vivo:
- Особенность донора.
- Дополнительная генетическая модификация, сделанная для облегчения прямой визуализации CAR антителами для проточной цитометрии.
- Проведенная оптимизация экзогенного компонента CD3 сделанная для кодон-оптимизации и «невидимости» перед используемой shRNA. В виду успешных тестов in vitro нельзя было предугадать такой исход эксперимента. Проект нуждается в доработке. Элиминация TCR и HLA с одновременной экспрессией CAR в первичных Т-лимфоцитах успешно выполнена.
Участие в грантах
«Исследование механизмов эффективности T клеток с химерным антигенным рецептором (CAR-T) против клеточных и животных моделей солидных опухолей».
№ соглашения о гранте: 19-74-20026.
Название фонда, предоставляющего грант: РНФ поддержки инфраструктурных объектов совместно с Казанским федеральным университетом.
Руководитель гранта: Ризванов Альберт Анатольевич.
Проект продолжается.
«Патофизиологическая значимость гена PPM1D и его терапевтическое модулирование в ксенографтной модели острого миелобластного лейкоза человека».
№ соглашения о гранте: 19-75-20128.
Название фонда, предоставляющего грант: РНФ поддержки инфраструктурных объектов совместно с Институтом Цитологии РАН.
Руководитель гранта: Демидов Олег Николаевич.
Проект продолжается
«Репрограммирование миелоидных супрессорных клеток методами геномного редактирования для увеличения эффективности противоопухолевой иммунотерапии».
№ соглашения о гранте: 19-315-51035.
Название фонда, предоставляющего грант: РФФИ.
Руководитель гранта: Демидов Олег Николаевич.
Проект продолжается.
«Работы в области диагностики значимых мутаций острого миелоидного лейкоза (IDH, FLT3, DNMT3a и др)».
Грант при поддержке компании Novartis.
Руководитель гранта: Зарицкий Андрей Юрьевич.
Проект продолжается
«Гены устойчивости опухолей к ГКГС-независимой иммунотерапии».
№ соглашения о гранте: 18-315-00049 мола.
Название фонда, предоставляющего грант: РФФИ.
Руководитель гранта: Петухов Алексей Вячеславович.
Проект завершен в 2019 году
Основные результаты: CAR-T терапия эффективна в лечении гематологических злокачественных новообразований, но вероятность рецидива все еще может быть высока. Нашей целью было выявить гены, которые помогают опухолевым клеткам подавлять эффективность CAR-T или определить гены меняющие профиль экспрессии в опухолевых клетках после воздействия CAR-T. Чтобы определить такие гены устойчивости, мы сделали геномный скрининг с использованием CRISPR / Cas9 библиотеки Synergistic Activation Mediator (SAM) и секвенирования нового поколения. В качестве модельной системы мы использовали клетки Hela экзогенно экспрессирующие CD19. В результате проведенных исследований были выявлены иммуносупрессивные гены, которые могут быть связаны с эффективностью CAR-T терапии. Клетки CD19 + Hela инкубировали с клетками CAR-T (анти-CD19 с 4-1BB или CD28). Выжившие клоны секвенировали. Валидация полученных результатов проводилась методом скрининга в несколько раундов обогащения библиотеки (выжившие клоны опухолевых клеток вновь инкубировались с CAR-T) и дальнейшим биоинформатическим анализом, а также путем оверэкспрессии генов-кандидатов в опухолевой линии Hela с последующей инкубацией с CAR-T. Результаты исследования могут быть использованы для усиления эффективности CAR-T терапии.
Международное сотрудничество
Группа генной инженерии и клеточной терапии сотрудничает с Институтом здоровья и медицинских исследований (INSERM), Университетом Бургундии и Франш Комте (Франция); Онкологическим центром им. М. Д. Андерсона Техасского университета (США).
Сотрудничество
Петухов Алексей Вячеславович — научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории геномного редактирования Научного центра мирового уровня «Центр персонализированной медицины».
2022 год
Daria Morgacheva, Alexandra Daks, Anna Smirnova, Aleksandr Kim, Daria Ryzhkova, Lubov Mitrofanova, Alena Staliarova, Evgeniya Omelina, Alexey Pindyurin, Olga Fedorova, Oleg Shuvalov, Alexey Petukhov, Yulia Dinikina. Case Report: Primary Leptomeningeal Medulloblastoma in a Child: Clinical Case Report and Literature Review. Front. Pediatr., 11 July 2022. Sec. Pediatric Oncology. Doi: 10.3389/fped.2022.92534. Режим доступа: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fped.2022.925340/full
Alexander V Fonin, Sergey A Silonov, Anna S Fefilova, Olesya V Stepanenko, Anastasia A Gavrilova, Alexey V Petukhov, Anna E Romanovich, Anna L Modina, Tatiana S Zueva, Evgeniy M Nedelyaev, Nadejda M Pleskach, Mirya L Kuranova, Irina M Kuznetsova, Vladimir N Uversky, Konstantin K Turoverov. New Evidence of the Importance of Weak Interactions in the Formation of PML-Bodies. Int J Mol Sci. 2022 Jan 30;23 (3):1613. doi: 10.3390/ijms23031613. Режим доступа: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35163537/
Aleksei Titov, Yaroslav Kaminskiy, Irina Ganeeva, Ekaterina Zmievskaya, Aygul Valiullina, Aygul Rakhmatullina, Alexey Petukhov, Regina Miftakhova, Albert Rizvanov, Emil Bulatov. Knowns and Unknowns about CAR-T Cell Dysfunction. Cancers (Basel). 2022 Feb 21;14 (4):1078. doi: 10.3390/cancers14041078. Режим доступа: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35205827/
Olga Fedorova, Alexandra Daks, Sergey Parfenyev, Oleg Shuvalov, Sofia Netsvetay, Julia Vasileva, Anastasia Gudovich, Vasilii Golotin, Oleg Semenov, Alexey Petukhov, Ekaterina Baiduik, Nurken Berdigaliyev, Eugene M Tulchinsky, Nikolai A Barlev. Biochem Biophys Res Commun. 2022 Jan 22;589:29-34. Epub 2021 Nov 26. doi: 10.1016/j.bbrc.2021.11.088. Режим доступа: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34883287/
2021 год
Shatilova A., Girshova L., Zaytsev D., Budaeva I., Mirolyubova Y., Ryzhkova D., Grozov R., Bogdanov K., Motorin D., Zammoeva D., Petukhov A., Nikulina T., Efremova S., Ivanov V., Alekseeva Y., Zaritskey A. The myeloid sarcoma treated by venetoclax with hypomethylating agent followed by stem cell transplantation: rare case report. BMC Women's Health. 2021. Т. 21. № 1. doi: 10.1186/s12905-021-01328-y. Режим доступа: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33933047/
Белоцерковская Е.В., Зайкова Е.К., Петухов А.В., Демидов О.Н., Левчук К.А., Будаева И.Г., Зайцев Д.В., Роговая Ю.Д., Шатилова А.А., Богданов К.В., Миролюбова Ю.В., Никулина Т.С., Зарицкий А.Ю., Гиршова Л.Л. Выявление мутаций генов эпигенетической регуляции генома idh1/2, dnmt3a, asxl1 и их сочетания с мутациями flt3, npm1, runx1 у пациентов с острыми миелоидными лейкозами. Клиническая онкогематология. Фундаментальные исследования и клиническая практика. 2021. Т. 14. № 1. С. 13-21. DOI: 10.21320/2500—2139-2021-14-1-13-21. Режим доступа: https://bloodjournal.ru/vyyavlenie-mutatsij-genov-epigeneticheskoj-regulyatsii-genoma-idh1-2-dnmt3a-asxl1-i-ih-sochetaniya-s-mutatsiyami-flt3-npm1-runx1-u-patsientov-s-ostrymi-mieloidnymi-lejkozami/
Шатилова А.А., Гиршова Л.Л., Зайцев Д.В., Будаева И.Г., Миролюбова Ю.В., Рыжкова Д.В., Грозов Р.В., Богданов К.В., Никулина Т.С., Моторин Д.В., Заммоева Д.Б., Ефремова С.В., Иванов В.В., Петухов А.В., Алексеева Ю.А., Зарицкий А.Ю. Миелоидная саркома женских половых органов: обзор литературы и описание собственного клинического наблюдения. Клиническая онкогематология. Фундаментальные исследования и клиническая практика. 2021. Т. 14. № 1. С. 31-44. DOI: 10.21320/2500—2139-2021-14-1-31-44. Режим доступа: https://bloodjournal.ru/mieloidnaya-sarkoma-zhenskih-polovyh-organov-obzor-literatury-i-opisanie-sobstvennogo-klinicheskogo-nablyudeniya/
Байдюк Е.В., Белоцерковская Е.В., Гиршова Л.Л., Голотин В.А., Левчук К.А., Васютина М.Л., Портная Я.А., Щелина Е.В., Бреднева О.Г., Петухов А.В., Зарицкий А.Ю., Демидов О.Н. Создание ксенографтных моделей от больных острыми миелоидными лейкозами с использованием иммунодефицитных мышей линии nsg-sgm3. Клиническая онкогематология. Фундаментальные исследования и клиническая практика. 2021. Т. 14. № 4. С. 414-425. DOI: 10.21320/2500—2139-2021-14-4-414-425. Режим доступа: https://bloodjournal.ru/sozdanie-ksenograftnyh-modelej-ot-bolnyh-ostrymi-mieloidnymi-lejkozami-s-ispolzovaniem-immunodefitsitnyh-myshej-linii-nsg-sgm3/
Uyanik B., Goloudina A.R., Chaloyard J., Lagorgette L., Hadi T., Lirussi F., Garrido C., Demidov O.N., Grigorash B.B., Baidyuk E.V., Akbarali A., Sakai H., Mazur S.J., Appella E., Petukhov A.V., Singhal S., Eruslanov E., Tessarollo L., Ryffel B. Inhibition of the DNA damage response phosphatase ppm1d reprograms neutrophils to enhance anti-tumor immune responses. Nature Communications. 2021. Т. 12. № 1. org/10.1038/s41467-021-23330-6. Режим доступа: https://www.nature.com/articles/s41467-021-23330-6
Golotin V., Belotserkovskaya E., Girshova L., Petukhov A., Zaritsky A., Demidov O. Wild-type p53-induced phosphatase sensitizes acute myeloid leukemia cells to conventional chemotherapy. Biological Communications. 2021. Т. 66. № 3. С. 268-273. DOI: 21638/spbu03.2021.308. Режим доступа: https://biocomm.spbu.ru/article/view/9873
2020 год
Titov A, Valiullina A, Zmievskaya E, Zaikova E, Petukhov A, Miftakhova R, Bulatov E, Rizvanov A. Advancing CAR T-Cell Therapy for Solid Tumors: Lessons Learned from Lymphoma Treatment. Cancers (Basel). 2020 Jan 3;12 (1). doi: 10.3390/cancers12010125. Review. PubMed PMID: 31947775; PubMed Central PMCID: PMC7016531. IF 6,162
Zaytsev, D., Girshova, L., Ivanov, V., Budaeva, I., Motorin, D., Badaev, R., Mirolubova, J., Grobovenko, E., Chitanava, T., Zaykova, E., Alexeeva, J. and Zaritskey, A. Rapid Efficacy of Gemtuzumab Ozogamicin in Refractory AML Patients with Pulmonary and Kidney Failure. Biology (Basel). 2020; 9 (2):28. doi:10.3390/biology9020028 IF 3,05
Vasileva E, Shuvalov O, Petukhov A, Fedorova O, Daks A, Nader R, Barlev N. KMT Set7/9 is a new regulator of Sam68 STAR-protein. Biochem Biophys Res Commun. 2020 May 14;525 (4):1018—1024. doi: 10.1016/j.bbrc.2020.03.017. Epub 2020 Mar 13. PubMed PMID: 32178870. IF 2,705
Зайцев Д.В., Зайкова Е.К., Головкин А.С. и др. Гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор и технология CAR-T при солидных опухолях в эксперименте. Клиническая онкогематология. 2020;13 (2):115–22. IF 0,788
Зайкова Е.К., Белоцерковская Е.В., Зайцев Д.В. и др. Молекулярная диагностика мутаций гена FLT3 у пациентов с острыми миелоидными лейкозами. Клиническая онкогематология. 2020;13 (2):150–60. IF 0,788
2019 год
Suvorova II, Knyazeva AR, Petukhov AV, Aksenov ND, Pospelov VA. Resveratrol enhances pluripotency of mouse embryonic stem cells by activating AMPK/Ulk1 pathway. Cell Death Discov. 2019;5:61. doi: 10.1038/s41420-019-0137-y. eCollection 2019. PubMed PMID: 30729040; PubMed Central PMCID: PMC6361884. IF 8,5
Deryabin P, Griukova A, Shatrova A, Petukhov A, Nikolsky N, Borodkina A. Optimization of lentiviral transduction parameters and its application for CRISPR-based secretome modification of human endometrial mesenchymal stem cells. Cell Cycle. 2019 Mar — Apr;18 (6-7):742-758. doi: 10.1080/15384101.2019.1593650. Epub 2019 Mar 28. PubMed PMID: 30880567; PubMed Central PMCID: PMC6464586. IF 3,304
2018 год
Shuvalov O, Kizenko A, Shakirova A, Fedorova O, Petukhov A, Aksenov N, Vasileva E, Daks A, Barlev N. Nutlin sensitizes lung carcinoma cells to interferon-alpha treatment in MDM2-dependent but p53-independent manner. Biochem Biophys Res Commun. 2018 Jan 1;495 (1):1233—1239. doi: 10.1016/j.bbrc.2017.11.118. Epub 2017 Nov 23. PubMed PMID: 29175211. IF 2,705
Kulemzin SV, Gorchakov AA, Chikaev AN, Kuznetsova VV, Volkova OY, Matvienko DA, Petukhov AV, Zaritskey AY, Taranin AV. VEGFR2-specific FnCAR effectively redirects the cytotoxic activity of T cells and YT NK cells. Oncotarget. 2018 Feb 6;9 (10):9021—9029. doi: 10.18632/oncotarget.24078. eCollection 2018 Feb 6. PubMed PMID: 29507671; PubMed Central PMCID: PMC5823625. IF 3,710
Kalinin RS, Petukhov AV, Knorre VD, Maschan MA, Stepanov AV, Gabibov AG. Molecular Approaches to Safe and Controlled Engineered T-cell Therapy. Acta Naturae. 2018 Apr-Jun;10 (2):16-23. PubMed PMID: 30116611; PubMed Central PMCID: PMC6087824. IF 0,82
Canfarotta F, Lezina L, Guerreiro A, Czulak J, Petukhov A, Daks A, Smolinska-Kempisty K, Poma A, Piletsky S, Barlev NA. Specific Drug Delivery to Cancer Cells with Double-Imprinted Nanoparticles against Epidermal Growth Factor Receptor. Nano Lett. 2018 Aug 8;18 (8):4641—4646. doi: 10.1021/acs.nanolett.7b03206. Epub 2018 Jul 9. PubMed PMID: 29969563. IF 12,334
Titov A, Petukhov A, Staliarova A, Motorin D, Bulatov E, Shuvalov O, Soond SM, Piacentini M, Melino G, Zaritskey A, Barlev NA. The biological basis and clinical symptoms of CAR-T therapy-associated toxicites. Cell Death Dis. 2018 Sep 4;9 (9):897. doi: 10.1038/s41419-018-0918-x. Review. PubMed PMID: 30181581; PubMed Central PMCID: PMC6123453. IF 5,910
Fedorova O, Daks A, Petrova V, Petukhov A, Lezina L, Shuvalov O, Davidovich P, Kriger D, Lomert E, Tentler D, Kartsev V, Uyanik B, Tribulovich V, Demidov O, Melino G, Barlev NA. Novel isatin-derived molecules activate p53 via interference with Mdm2 to promote apoptosis. Cell Cycle. 2018;17 (15):1917—1930. doi: 10.1080/15384101.2018.1506664. Epub 2018 Sep 5. PubMed PMID: 30109812; PubMed Central PMCID: PMC6152504. IF 3,304
Bulatov E, Sayarova R, Mingaleeva R, Miftakhova R, Gomzikova M, Ignatyev Y, Petukhov A, Davidovich P, Rizvanov A, Barlev NA. Isatin-Schiff base-copper (II) complex induces cell death in p53-positive tumors. Cell Death Discov. 2018;4:103. doi: 10.1038/s41420-018-0120-z. eCollection 2018. PubMed PMID: 30455989; PubMed Central PMCID: PMC6234212. IF 3,304
Zhiduleva E, Irtyuga O, Shishkova A, Ignat’eva E, Kostina A, Levchuk K, Golovkin A, Rylov, A, Kostareva A, Moiseeva O, Malashicheva A, Gordeev M. Cellular Mechanisms of Aortic Valve Calcification. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2018. 164. 10.1007/s10517-0183992-2. IF 0,34
Fedorova O, Petukhov A, Daks A, Shuvalov O, Leonova T, Vasileva E, Aksenov N, Melino G, Barlev NA. Orphan receptor NR4A3 is a novel target of p53 that contributes to apoptosis. Oncogene. 2019 Mar;38 (12):2108—2122. doi: 10.1038/s41388-018-0566-8. Epub 2018 Nov 19. PubMed PMID: 30455429. IF 6,854
Sullivan G.P., Davidovich P.B., Sura‐Trueba S., Belotcerkovskaya E., Henry C.M., Clancy D.M., Zinoveva A., Mametnabiev T., Garabadzhiu A.V., Martin S.J. Identification of small molecule elastase inhibitors as antagonists of IL‐36 cytokine activation// FEBS Open Bio. 2018. DOI: 10.1002/2211—5463.12406 IF 2,101
G.P. Sullivan, C.M. Henry, D.M. Clancy, T. Mametnabiev, E. Belotcerkovskaya, P. Davidovich, S. Sura-Trueba, A.V. Garabadzhiu, S.J. Martin. Suppressing IL-36-driven inflammation using peptide pseudosubstrates for neutrophil proteases// Cell Death and Disease. 2018;9 (3):378. IF 2,705
Lomert E, Turoverova L, Kriger D, Aksenov ND, Nikotina AD, Petukhov A, Mittenberg AG, Panyushev NV, Khotin M, Volkov K, Barlev NA, Tentler D. Co-expression of RelA/p65 and ACTN4 induces apoptosis in non-small lung carcinoma cells. Cell Cycle. 2018;17 (5):616-626. doi: 10.1080/15384101.2017.1417709. Epub 2018 Jan 22. PubMed PMID: 29251177; PubMed Central PMCID: PMC5969568. IF 3,304
2017 год
Kostina A, Shishkova A, Ignatieva E, Irtyuga O, Bogdanova M, Levchuk K, Golovkin A, Zhiduleva E, Uspenskiy V, Moiseeva O, Faggian G, Vaage J, Kostareva A, Rutkovskiy A, Malashicheva A. Different Notch signaling in cells from calcified bicuspid and tricuspid aortic valves. J Mol Cell Cardiol., 2017 Nov 20;114:211-219. doi: 10.1016/j.yjmcc.2017.11.009 IF 5,055
Shuvalov O, Petukhov A, Daks A, Fedorova O, Vasileva E, Barlev NA. One-carbon metabolism and nucleotide biosynthesis as attractive targets for anticancer therapy. Oncotarget. 2017 Apr 4;8 (14):23955-23977. doi: 10.18632/oncotarget.15053. Review. PubMed PMID: 28177894; PubMed Central PMCID: PMC5410357. IF 3,710
2016 год
Daks A, Petukhov A, Fedorova O, Shuvalov O, Merkulov V, Vasileva E, Antonov A, Barlev NA. E3 ubiquitin ligase Pirh2 enhances tumorigenic properties of human non-small cell lung carcinoma cells. Genes Cancer. 2016 Nov;7 (11-12):383-393. doi: 10.18632/genesandcancer.123. PubMed PMID: 28191284; PubMed Central PMCID: PMC5302039. IF 4,041
M. Clancy, C. M. Henry, P. B. Davidovich, G. P. Sullivan, E. Belotcerkovskaya, S. J. Martin. Production of biologically active IL-36 family cytokines through insertion of N-terminal caspase cleavage motifs// FEBS Open bio. 2016;6 (4):338 – 348. IF 2,101
2015 год
Shuvalov O, Petukhov A, Daks A, Fedorova O, Ermakov A, Melino G, Barlev NA. Current genome editing tools in gene therapy: new approaches to treat cancer. Curr Gene Ther. 2015;15 (5):511-29. doi: 10.2174/1566523215666150818110241. Review. PubMed PMID: 26282844. IF 1,943
Shuvalov OY, Fedorova OA, Petukhov AV, Daks AA, Vasilieva EA, Grigorieva TA, Ivanov GS, Barlev NA. [NEGATIVE REGULATORS OF TUMOR SUPPRESSOR P53 IN THE CONTEXT OF ANTICANCER THERAPY]. Tsitologiia. 2015;57 (12):847-54. Review. PubMed PMID: 26995961. IF 0,817
Daks AA, Petukhov AV, Shuvalov OY, Vasilieva EA, Melino G, Barlev NA, Fedorova OA. [TUMOR SUPPRESSOR p63 REGULATES EXPRESSION OF UBIQUITIN LIGASE Pirh2]. Tsitologiia. 2015;57 (12):876-9. PubMed PMID: 26995965. IF 0,817