Sprožitev imunogene celične smrti z DNA senzorskim sistemom, ki prepozna genomski podpis, značilen za rakave celice

Znanstveno ozadje in identifikacija problema. Imunogena celična smrt je oblika regulirane celične smrti, ki lahko sproži prirojen in pridobljen imunski odziv pri imunokompetentnih gostiteljih. To so že izkoristili za izboljšanje učinkovitosti zdravljenja raka, saj imunski odziv, ki ga sproži s terapijo povzročena imunogena celična smrt, izboljša terapevtski učinek konvencionalnih pristopov zdravljenja raka, t.j. kemoterapije in radioterapije. Čeprav podatki kažejo, bi imunogeno celično smrt lahko izkoristili kot nov pristop k zdravljenju, te študije tudi poudarjajo tveganje, ki ga prinaša aktivacija imunogene celične smrti v normalnih tkivih, kjer lahko povzroči poškodbe. Zato predlagamo razvoj DNA senzorskega sistema, ki bo na podlagi prepoznavanja genomskega podpisa, značilnega za rakave celice, vodil v indukcijo imunogene celične smrti. Cilji študije. Osredotočili se bomo na piroptozo, vrsto imunogene celične smrti, ki povzroči izgubo integritete plazmaleme zaradi aktivacije multimernih citosolnih proteinskih kompleksov, t.j. inflamasomov. V sklopu projekta bomo z uporabo novih znanj v imunologiji in sintetični biologiji, dizajnirali pozne faze piroptoze, kar bo omogočilo boljši nadzor, učinkovito imunsko stimulacijo in povečano specifičnost imunoterapije raka. Naši cilji so: 1. Vzpostavitev DNA senzorskega sistema za prepoznavanje genomskega podpisa, specifičnega za rakave celice. Predlagamo vzpostavitev DNA senzorskega sistema z uporabo tehnologije CRISPR/Cas, ki bo omogočal prepoznavanje genomskega podpisa, specifičnega za rakave celice. V okviru tega projekta se bomo osredotočili na kromosomsko translokacijo BCR/ABL1, ki je prisotna v 95% primerov kronične mieloične levkemije. 2. Razvoj efektorja in signalne kaskade za ojačanje signala za indukcijo imunogene celične smrti. Za indukcijo imunogene celične smrti predlagamo dizajn glavnega efektorja piroptoze, t.j. gasdermina D, ki bi se razcepil po uspešnem tarčenju DNA senzorskega sistema, kar bi povzročilo nastanek por ter posledično celično smrt. Da bi zagotovili zadostno aktivacijo gasdermina D, ki bo povzročila celično smrt, predlagamo razvoj signalne kaskade za ojačanje signala za indukcijo imunogene celične smrti, ki temelji na proteolizi. 3. Testiranje specifičnosti in učinkovitosti DNA senzorskega sistema na 2D in 3D večceličnih in vitro modelih. Interakcije med rakavimi celicami in ostalimi celicami v mikrookolju kostnega mozga uravnavajo različne lastnosti levkemičnih celic. Zato predlagamo razvoj 2D in 3D večceličnih in vitro modelov, ki jih bomo uporabili za analizo specifičnosti in učinkovitosti DNA senzorskega sistema. Relevantnost in potencial rezultatov. Cilj projekta je z združevanjem novih tehnik urejanja genoma in sintetične biologije zagotoviti izviren in inovativen pristop za imunoterapijo raka. Izrazita dodana vrednost tega pristopa je v natančnem tarčenju, kar bi povzročilo večjo specifičnost in bi ga lahko uporabili za izboljšanje obstoječih terapevtskih pristopov.