Лаборатория «Онкотераностика» Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий

Толмачев Владимир Максимилианович Швеция, Россия

Номер договора

075-15-2019-1925

075-15-2022-1103

Период реализации проекта

2019-2023

Сайт лаборатории

По данным на 15.02.2021

Количество специалистов

научных публикаций

Объектов интеллектуальной собственности

Повышение эффективности лечения злокачественных опухолей тесно связано с активным применением таргетных лекарственных препаратов. Механизм действия таких препаратов основан на специфическом распознавании характерных для новообразований молекулярных аномалий. Использование радионуклидной молекулярной визуализации позволяет улучшить выявление молекулярных мишеней. В связи с этим, весьма перспективным представляется создание таргетных молекул методом биоинженерии. Созданные таким образом каркасные белки превосходят аналоги по чувствительности и специфичности визуализации опухоли. Ученые лаборатории занимаются разработкой и исследованием таких белков для диагностики онкологических заболеваний.

Название проекта:

Разработка таргетных молекул на основе каркасных белков для диагностики и терапии злокачественных новообразований: тераностический подход

Цель проекта:

Создание лаборатории по разработке таргетных молекул на основе каркасных белков, специфичных к различным молекулярным мишеням, экспрессируемым на раковых клетках. Лаборатория будет функционировать как центр компетенций в области разработки радиофармпрепаратов для диагностики и лечения онкологических заболеваний методами ядерной медицины

Направления исследований: Онкология

Научные результаты:

Проект направлен на разработку диагностических радиофармпрепаратов для отбора онкологических пациентов на таргетную терапию, а также на создание нового класса лекарственных средств для таргетной терапии злокачественных новообразований, что сделает лечение рака более персонализированным и, следовательно, более эффективным. Научная новизна проекта заключается в использовании в составе диагностических и терапевтических радиофармпрепаратов в качестве таргетного соединения каркасного белка DARPin (Design Ankyrin Repeat Protein), что позволяет обеспечить гораздо более высокий контраст при молекулярной визуализации новообразований и улучшенные терапевтические свойства по сравнению с радиофармперепаратами на основе антител.

В рамках проведенных исследований разработаны новые методики производства и контроля качества вариантов DARPin G3 и Ec1, специфичных к онкомаркерам HER2 и EpCAM, соответственно, предназначенных для радионуклидной визуализации. Указанные варианты DARPin G3 и Ec1 были наработаны в бактериальной системе. Для вариантов DARPin G3 и Ec1 были разработаны и оптимизированы методики радионуклидного мечения для ОФЭКТ. Были проведены доклинические исследования полученных радиоактивно меченных вариантов DARPin G3 и Ec1, в том числе, получены результаты определения специфичности, интернализации после связывания с опухолевыми клетками, аффинности, а также оценки биораспределения и доклинической визуализации на животных моделях рака яичников, поджелудочной железы, почек и молочной железы; получены данные по кумулятивности, общей и хронической токсичности. Разработаны методики получения и контроля качества конъюгата DARPin-токсин, предназначенного для таргетной терапии; указанный токсин наработан в бактериальной системе; получены in vitro результаты его специфичности, аффинности, интернализации в опухолевые клетки и определена его ингибирующая концентрация. Проводятся испытания ин виво.

Внедрение результатов исследования:

Проведены клинические испытания (1 фаза) двух препаратов для визуализации экспрессии HER2 в раке молочной железы.

Образование и переподготовка кадров:

В рамках реализации проекта было подготовлено и прочитано два курса. Первый курс был организован в качестве цикла открытых онлайн лекций сотрудников Университета Уппсалы по теме «Development of protein-based radiopharmaceuticals for biomedical applications» для обучающихся по направлениям 18.04.01 Химическая технология, 18.06.01 Химическая технология, 12.06.01 Фотоника, приборостроение, оптические и биотехнические системы и технологии, 20.03.01 Техносферная безопасность, 20.04.01 Техносферная безопасность и сотрудников ИШХБМТ.

В рамках второго лекционно-практического курса слушатели познакомились с мировыми практиками в области работы с радиофармпрепаратами. Практический курс состоял из вводной лекции и 8 практических занятий. По результатам практических занятий слушателями будут получены знания по темам «мечение белков и их доклиническая характеристик», «лабораторные анализы с использованием HPLC и ITLC», «тесты на специфичность in vitro (захват, удержание, интернализация)», «тесты по сатурации, IC50, токсичности in vitro», «биораспределение, специфичность in vivo, эксперименты с двойнымы изотопами, авторадиография».

Организационные и инфраструктурные преобразования:

На базе Научно-исследовательского центра «Онкотераностика» сконцентрированны компетенции в области технологии создания радиофармпрепаратов. Создана и расширяется инфраструктура для провидения исследований in vivo и in vitro, в том числе на клеточных и животных моделях.

Сотрудничество:

Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук, федеральные государственные бюджетные учреждение науки Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук: совместные исследования и публикации, стажировки, научные мероприятия (Шведско-Российский онлайн форум молодых ученых).

Университет Уппсалы (Швеция), Королевский Институт Технологии (Швеция), Лундский Университет (Швеция): совместные исследования и публикации, стажировки, научные мероприятия (Шведско-Российский онлайн форум молодых ученых).

Скрыть Показать полностью

Oroujeni, M., Rinne, S.S., Vorobyeva, A., Loftenius, A., Feldwisch, J., Jonasson, P., Chernov, V., Orlova, A., Frejd, F.Y., Tolmachev, V.

Preclinical Evaluation of 99mTc-ZHER2:41071, a Second-Generation Affibody-Based HER2-Visualizing Imaging Probe with a Low Renal Uptake //International Journal of Molecular Sciences. – 2021. – Vol. 22. – No. 2770. DOI:10.3390/ijms22052770 https://www.mdpi.com/1422-0067/22/5/2770

Garousi, J., von Witting, E., Borin, J., Vorobyeva, A., Altai, M., Vorontsova, O., Konijnenberg, M.W., Oroujeni, M., Orlova, A., Tolmachev, V. Hober, S.

Radionuclide therapy using ABD-fused ADAPT scaffold protein: Proof of Principle //Biomaterials. – 2021. – Vol. 266. – P. 120381.

Tolmachev, V., Orlova, A., & Sörensen, J.

The emerging role of radionuclide molecular imaging of HER2 expression in breast cancer //Seminars in Cancer Biology. – Academic Press, 2021. DOI: 10.1016/j.semcancer.2020.10.005 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1044579X20302108

Bragina O, von Witting E, Garousi J, Zelchan R, Sandström M, Orlova A, Medvedeva A, Doroshenko A, Vorobyeva A, Lindbo S, Borin J, Tarabanovskaya N, Sörensen J, Hober S, Chernov V, Tolmachev V.

Phase I Study of 99mTc-ADAPT6, a Scaffold Protein-Based Probe for Visualization of HER2 Expression in Breast Cancer. J Nucl Med. 2021 Apr;62(4):493-499. doi: 10.2967/jnumed.120.248799.

Deyev, S.M., Vorobyeva, A., Schulga, A., Abouzayed, A., Gunther, T., Garousi, J., Konovalova, E., Ding, H., Graslund, T., Orlova, A., Tolmachev, V.

Effect of a radiolabel biochemical nature on tumor-targeting properties of EpCAM-binding engineered scaffold protein DARPin Ec1 //International Journal of Biological Macromolecules. – 2020. – Vol. 145. – P. 216-225. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2019.12.147 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141813019393808

Tolmachev, V., Orlova, A.

Vorobyeva A, Konovalova E, Xu T, Schulga A, Altai M, Garousi J, Rinne SS, Orlova A, Tolmachev V, Deyev S.

Affibody molecules as targeting vectors for PET imaging //Cancers. – 2020. – Vol. 12. – No. 3. – P. 651. DOI: 10.3390/cancers12030651 https://www.mdpi.com/2072-6694/12/3/651

Tano, H., Oroujeni, M., Vorobyeva, A., Westerlund, K., Liu, Y., Xu, T., Vasconcelos, D., Orlova, A., Karlström, A.E., Tolmachev, V.

Feasibility of Imaging EpCAM Expression in Ovarian Cancer Using Radiolabeled DARPin Ec1 // International Journal of Molecular Sciences. – 2020. – Т. 21. – №. 9. – С. 3310, doi: 10.3390/ijms21093310

Пятница , 14.01.2022

Диагностика рака молочной железы станет быстрой и эффективной

Среда , 20.01.2021

Найти и обезвредить.

Вторник , 29.09.2020

Учеными Томского политеха разрабатывается препарат для сверхточной диагностики рака молочной железы

Среда , 15.04.2020

В Томске будут создавать радиофармпрепараты для диагностики и лечения рака

Смотреть все

Среда , 21.07.2021

2 мин 42 сек

Четверг , 13.08.2020

4 мин 50 сек

Смотреть все

Лаборатория, принимающая организация	Область наук	Город	Приглашенный ученый	Период реализации проекта
Лаборатория экспериментальной онкологии Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н .И. Пирогова Минздрава России - (РНИМУ им. Н. И. Пирогова Минздрава России)	Клиническая медицина	Москва	Конрад Маркус Германия Шохина Арина Геннадиевна Россия	2019-2021
Лаборатория системной медицины здорового старения Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского - (ННГУ)	Клиническая медицина	Нижний Новгород	Франчески Клаудио Италия	2018-2022

Лаборатория, принимающая организация

Область наук

Город

Приглашенный ученый

Период реализации проекта

Лаборатория экспериментальной онкологии

Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н .И. Пирогова Минздрава России - (РНИМУ им. Н. И. Пирогова Минздрава России)

Клиническая медицина

Москва

Конрад Маркус

Германия

Шохина Арина Геннадиевна