Vloga endotelija pri odgovoru tumorja na radioterapijo

Čeprav bo večina bolnikov z rakom v okviru zdravljenja prejela obsevanje, mnogi od teh bolnikov ne bodo ozdravljeni in bodo imeli lokalno ponovitev raka. Občutljive izboljšave natančnosti oddajanja sevanja so povzročile boljši nadzor tumorja, vendar so odmerki sevanja omejeni s škodljivimi učinki na sosednja normalna tkiva. Drug pristop je razvoj bioloških učinkovin, ki jih je mogoče uporabljati v kombinaciji z obsevanjem. V zadnjem času se imunoterapije, ki so usmerjene na imunske kontrolne točke, kot sta PD-1 / PD-L1 in CTLA4, uporabljajo v kombinaciji z radioterapijo. Kljub obetavnim rezultatom, obstajajo bolniki, ki se ne odzovejo pozitivno. Namen našega projekta je razviti biološke temelje za opisane pristope , pri čemer se bomo osredotočili na tumorsko žilje. Tumorje sestavljajo rakave celice, zunajcelični matriks in gostiteljske celice. Radioterapija ne vpliva samo na rakave celice, ampak tudi na tumorsko mikrookolje. Odziv tumorskega mikrookolja na obsevanje, vključno s tumorskim žiljem, je slabo poznano. Po drugi strani je posledica radioterapije pri zdravljenju raka tudi aktivacija endotelijskih celic. Čeprav je aktivacija endotelija po obsevanju obravnavana kot škodljivo patološko stanje je potrebno poudariti, da tudi povzročijo infiltracijo imunskih celic v mesto infekcije ali poškodbe. Kljub temu komuniciranje med različnimi populacijami imunskih celic in aktiviranim tumorskim endotelijskim celicam po obsevanju ostaja v veliki meri neraziskano. V tem projektu nameravamo razviti strategije za izboljšanje radioterapije z določitvijo odziva žilja na obsevanje s posebnim poudarkom na krvnem pretoku in aktivaciji endotelija. Neposredno opazovanje žilja med in po obsevanju z najsodobnejšimi mikroskopskimi tehnikami v kombinaciji s transgenimi mišjimi modeli lahko razkrije učinek obsevanja na krvni pretok in kako je povezan s hipoksijo tumorja. Poleg tega bo uporaba najnaprednejšega modela žilja-na-čipu omogočila robustno testiranje posameznih parametrov, ki vplivajo na odziv žilja na obsevanje in pojasnila kako to vpliva na pretok krvi in interakcije imunskih celic z endotelijskimi celicami. Skupaj s podrobno molekularno analizo obsevanih tumorskih vzorcev miši in pacientov nameravamo povezati opažene učinke z njihovim molekularnim izvorom. Naš cilj je izboljšati razumevanje odziva tumorskega žilja na radioterapijo z: i) določitvijo vpliva strukturnih sprememb tumorskega žilja na krvni obtok po obsevanju, ii) določitvijo časovnega poteka sprememb v signalih poteh vključenih v imunski odziv v tumorskih endotelijskih celic po obsevanj, in iii) določitvijo potenciala endotelijskih celic kot tarče za povečanje infiltracije imunskih celic v tumor. V tem projektu bomo vzpostavili metodologijo za primerjavo podatkov, pridobljenih z intravitalnim slikanjem tumorskih žil in krvnega pretoka, s podatki, pridobljenimi iz novo implementiranih modelov mišjega žilja-na-čipu. Nadalje, transkriptomska analiza posameznih celic ter tkivnih rezin, tako obsevanih mišjih tumorjev kot vzorcev pacientov bo zagotovila dragocen nabor podatkov, ki bo uporabljen za določitev molekularnega izvora vpliva obsevanje na endotelijske celice. Tako bomo okarakterizirali odziv tumorskega žilja, pretok krvi in aktivacijo endotelijskih celic po obsevanju. Naši rezultati bodo omogočili razvoj novih načinov združevanja zaviralcev imunske kontrolne točke v kombinaciji z obsevanjem.