Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Научно-исследовательская лаборатория «Молекулярная иммунология»

Симон Ханс-Уве Швейцария, Германия
Номер договора
075-15-2021-600
Период реализации проекта
2021-2023
Заведующий лабораторией

По данным на 01.12.2023

22
Количество специалистов
17
научных публикаций
1
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация
Название проекта: Регуляция комплекса mTOR1 в процессе метаболизма митохондрий: влияние на воспаление и канцерогенез
Цели и задачи

Цель проекта:

Целью данного проекта является изучение влияния метаболического перепрограммирования митохондрий на функцию макрофагов в иммунном ответе на раковые клетки при канцерогенезе, а также паразитарную инфекцию в трансляционной медицине.

Задачи проекта:

 В связи с этим поставлены следующие задачи:

  1. Исследовать роль митохондрий в метаболическом перепрограммировании макрофагов in vitro;
  2. Изучить влияние митохондриальных адаптаций на функциональные свойства и поляризацию макрофагов как in vitro, так и in vivo;
  3. Проанализировать   состав   гипотетического   сигнального   пути,   связывающего митохондрии и активность mTORC1;
  4. Выявить возможную роль митохондриальных адаптаций в метаболических и функциональных перестройках в раковых клетках с использованием соответствующих животных моделей.
Предполагаемая новая связь между митохондриями и активностью mTORC1 является общим регуляторным механизмом, который необходим для функциональной адаптации клеток. В этом проекте  фокус делается на иммунных реакциях и онкогенезе.

Практическое значение исследования

Научные результаты:

Установлено влияние митохондриальных адаптаций на функциональные свойства и поляризацию макрофагов. Все протестированные препараты олигомицин, ротенон, диданозин, антиномицин А, FCCP препятствовали поляризации макрофагов на проонкогенную М2-поляризацию. Обнаружено, что индуцированная митохондриальная дисфункция в макрофагах препятствует проонкогенной активации опухоль-ассоциированных макрофагов во время онкогенеза.

Макрофаги M2 поляризации демонстрировали повышенные уровни совместной локализации Raptor/mTOR и LAMP2/mTOR, что подтверждает повышенную активность mTORC1 в макрофагах M2 по сравнению с неактивированными макрофагами M0.

Установлена роль митохондриальных адаптаций в метаболических и функциональных перестройках в раковых клетках. Обнаружено, что клетки с самым высоким уровнем митохондриальной дисфункции также характеризовались самой высокой скоростью пролиферации. Однако в ходе выполнения проекта установлено, что скорость пролиферации не коррелировала с активностью mTORC1 в исследованных клетках.

Коллектив лаборатории профилировал клетки колоректального рака (CRC) согласно их митохондриальному мембранному потенциалу (ММП). Проведена кластеризация клеток CRC на три биоэнергетические группы: клетки с высоким уровнем OXPHOS и относительно низким гликолизом (кластер 1); промежуточный фенотип с пониженным митохондриальным дыханием и повышенным гликолизом (кластер 2); гликолитический фенотип с высоким уровнем гликолиза и минимальным митохондриальным дыханием (кластер 3). Установлено, что клетки, предпочитающие гликолиз, склоняются к быстрому росту и пролиферации. Установлено, что фармацевтические соединения, направленные на метаболизм и гомеостаз митохондрий, более эффективны в случае клеток с высоким уровнем OXPHOS.

Обнаружено, что известные и одобренные для использования в клинике фармацевтические соединения, вызывающие митохондриальную дисфункцию опухоль-ассоциированных макрофагов, могут быть использованы по новому назначению - в качестве потенциальных противораковых препаратов.

Образование и переподготовка кадров:

Подготовлено 2 бакалавра, 1 магистр, 2 кадра высшей квалификации, 1 кандидат биологических наук.

В процессе оформления диссертационных работ 6 аспирантов, 1 докторант.

10 членов научного коллектива прошли повышение квалификации по теме проекта. 

Сотрудничество:

  • Германия, г. Нойруппин, Бранденбургская медицинская школа.
  • Германия, г.Марбург, Институт системной иммунологии, Центр биологии опухолей и иммунологии, Университет Филиппа в Марбурге.
  • Казахстан, г. Астана, Школа медицины Назарбаев Университета.

Скрыть Показать полностью
Karimova AF, Ketkar A, Suezov R, Khalitova AR, Gomzikova M, Mukhamedshina Y, Lauth M, Huber M, Simon HU, Brichkina A
In vitro functional assays to assess the reciprocal interplay between tumor cells and macrophages. FASEB J. 2024 Jul 15;38(13):e23730. doi: 10.1096/fj.202400240R. PMID: 38900063.
Sharapova, G.; Sabirova, S.; Gomzikova, M.; Brichkina, A.; Barlev, N.A.; Kalacheva, N.V.; Rizvanov, A.; Markov, N.; Simon, H.-U.
Mitochondrial Protein Density, Biomass, and Bioenergetics as Predictors for the Efficacy of Glioma Treatments. Int. J. Mol. Sci. 2024, 25, 7038. https://doi.org/10.3390/ijms25137038
Daks A, Shuvalov O, Fedorova O, Parfenyev S, Simon HU, Barlev NA.
Methyltransferase Set7/9 as a Multifaceted Regulator of ROS Response. Int J Biol Sci. 2023 Apr 23;19(8):2304-2318. doi: 10.7150/ijbs.83158. PMID: 37215983; PMCID: PMC10197882.
Brichkina A, Simon HU.
A novel role for mitochondrial fission in macrophages: trained innate immunity induced by beta-glucan. Cell Mol Immunol. 2023 Aug;20(8):864-866. doi: 10.1038/s41423-023-01017-w. Epub 2023 Apr 17. PMID: 37069227; PMCID: PMC10387469.
Klapan K, Simon D, Karaulov A, Gomzikova M, Rizvanov A, Yousefi S, Simon HU.
Autophagy and Skin Diseases. Front Pharmacol. 2022 Feb 18;13:844756. doi: 10.3389/fphar.2022.844756. PMID: 35370701; PMCID: PMC8971629.
Stojkov D, Gigon L, Peng S, Lukowski R, Ruth P, Karaulov A, Rizvanov A, Barlev NA, Yousefi S, Simon HU.
Physiological and Pathophysiological Roles of Metabolic Pathways for NET Formation and Other Neutrophil Functions. Front Immunol. 2022 Feb 9;13:826515. doi: 10.3389/fimmu.2022.826515. PMID: 35251008; PMCID: PMC8889909.
Idrisova KF, Simon HU, Gomzikova MO.
Role of Patient-Derived Models of Cancer in Translational Oncology. Cancers (Basel). 2022 Dec 26;15(1):139. doi: 10.3390/cancers15010139. PMID: 36612135; PMCID: PMC9817860.
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория микроангиопатических механизмов атерогенеза

Санкт-Петербургский государственный университет - (СПбГУ)

Фундаментальная медицина

Санкт-Петербург

Орлов Сергей Владимирович

Россия

2022-2024

Лаборатория тераностики в урологической онкологии

Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова Минздрава России - (Сеченовский университет)

Фундаментальная медицина

Москва

Тьери Жан Поль Роджер

Франция

Хайдуков Евгений Валерьевич

Россия

2019-2021

Лаборатория умного сна

Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского - (СГУ)

Фундаментальная медицина

Саратов

Пензель Томас

Германия

2019-2023