Исследование механизмов действия ионизирующих излучений для решения задач лучевой и радионуклидной терапии
Место проведения исследований – кафедра биофизики ИББМ ННГУ им. Н.И. Лобачевского
Руководитель исследования: к.б.н., доцент, доцент кафедры биофизики ИББМ Шилягина Наталья Юрьевна
Состав исследовательской группы:
Гурьев Евгений Леонидович – к.б.н., доцент кафедры биофизики ИББМ,
Сороко Сергей Сергеевич – заместитель директора ИББМ, старший преподаватель кафедры биофизики ИББМ,
Бугрова Юлия Сергеевна, Огуджи Киприан Эмека, Де Ла Фуэнте Маркес Томас – аспиранты кафедры биофизики ИББМ,
Рябова Екатерина Сергеевна, Сысоева Ольга Яковлева – студенты кафедры биофизики ИББМ.
Описание исследования
На сегодняшний день злокачественные новообразования занимают второе место после сердечно-сосудистых заболеваний среди причин смертности населения. Рост онкологических заболеваний оказывает значительные физические, эмоциональные и финансовые нагрузки не только на пациента, но и на его семью, общество и систему здравоохранения в целом. Это усиливает потребность в разработке новых и совершенствовании существующих протоколов лечения данного заболевания.
Лечение онкологических заболеваний включает различные методы, такие как хирургия, химиотерапия, фотодинамическая терапия, лучевая терапия и появившиеся не так давно таргетные виды терапии. Среди вышеперечисленных методов лучевая терапия с использованием ионизирующего излучения в настоящее время получила наиболее широкое распространение – около 60—70% онкологических больных, подлежащих противоопухолевому лечению, получают лучевую терапию в том или ином виде. Наряду с классическими методами дистанционной лучевой терапии с использованием гамма-источников, все большее распространение получают методы брахитерапии и радионуклидной терапии с применением источников альфа- или бета-излучения, характеризующихся высокой линейной передачей энергии и коротким пробегом частиц. Высокая эффективность, а в ряде случаев безальтернативность применения радионуклидов для лечения злокачественных новообразований обеспечили устойчивое и бурное развитие ядерной медицины в последние годы. В настоящее время активно разрабатываются таргетные радиофармпрепараты и новые подходы к лечению с целью обеспечения избирательности действия на опухолевый очаг и одновременной минимизации негативного влияния на здоровые органы и ткани для снижения общей радиационной нагрузки на организм. В связи с этим остро стоит вопрос о необходимости более глубокого понимания механизмов ответа клетки на действие ионизирующего излучения с целью разработки стратегии модификации радиочувствительности в отношении опухолевых (радиосенсибилизации) и нормальных тканей (радиопротекции).
Основные направления исследований связаны с получением новых фундаментальных знаний о клеточных и молекулярных механизмах действия ионизирующего излучения и использование полученных знаний в медицинских целях для более точного воздействия на опухолевые клетки, а также для защиты здоровых тканей и снижения рисков возникновения вторичных опухолей, что, в конечном итоге, позволит повысить эффективность противоопухолевой терапии и снизить её побочные эффекты.
В частности, это:
-исследование механизмов комбинированного противоопухолевого действия лучевой терапии, фотодинамической и химиотерапии;
– исследование механизмов радиорезистентности опухолевых клеток и разработка методов и подходов для её преодоления;
– исследование механизмов действия ионизирующего излучения различной мощности дозы на опухолевые клетки;
– исследование механизмов развития немишенных эффектов, в частности радиационно-индуцируемого эффекта свидетеля («bystander effect») –эффекта, заключающегося в проявлении лучевых реакций в необлученных клетках, находящихся вблизи облученных.
Ключевые публикации исследовательской группы
- Maslennikova AV, Belotelov AO, Cherkasova EI, Yusupov VI, Kononova UA, Shilyagina NY, Skamnitsky DV. Cellular Mechanisms of Photobiomodulation in Relation to HeLa Kyoto Tumor Cells Exposed to Ionizing Radiation. Int J Mol Sci. 2025 Sep 20;26(18):9197. doi: 10.3390/ijms26189197
- Soroko SS, Skamnitskiy DV, Gorshkova EN, Kutova OM, Seriev IR, Maslennikova AV, Guryev EL, Gudkov SV, Vodeneev VA, Balalaeva IV, Shilyagina NY. The Dose Rate of Corpuscular Ionizing Radiation Strongly Influences the Severity of DNA Damage, Cell Cycle Progression and Cellular Senescence in Human Epidermoid Carcinoma Cells. Curr Issues Mol Biol. 2024 Dec 6;46(12):13860-13880. doi: 10.3390/cimb46120828
- Guryev EL, Smyshlyaeva AS, Shilyagina NY, Sokolova EA, Shanwar S, Kostyuk AB, Lyubeshkin AV, Schulga AA, Konovalova EV, Lin Q, Roy I, Balalaeva IV, Deyev SM, Zvyagin AV. UCNP-based Photoluminescent Nanomedicines for Targeted Imaging and Theranostics of Cancer. Molecules. 2020 Sep 19;25(18):4302. doi: 10.3390/molecules25184302
- Guryev EL, Shilyagina NY, Kostyuk AB, Sencha LM, Balalaeva IV, Vodeneev VA, Kutova OM, Lyubeshkin AV, Yakubovskaya RI, Pankratov AA, Ingel FI, Novik TS, Deyev SM, Ermilov SA, Zvyagin AV. Preclinical Study of Biofunctional Polymer-Coated Upconversion Nanoparticles. Toxicol Sci. 2019 Jul 1;170(1):123-132. doi: 10.1093/toxsci/kfz086
- Guryev EL, Volodina NO, Shilyagina NY, Gudkov SV, Balalaeva IV, Volovetskiy AB, Lyubeshkin AV, Sen’ AV, Ermilov SA, Vodeneev VA, Petrov RV, Zvyagin AV, Alferov ZI, Deyev SM. Radioactive (90Y) upconversion nanoparticles conjugated with recombinant targeted toxin for synergistic nanotheranostics of cancer. Proc Natl Acad Sci U S A. 2018 Sep 25;115(39):9690-9695. doi: 10.1073/pnas.1809258115
- Gudkov SV, Shilyagina NY, Vodeneev VA, Zvyagin AV. Targeted Radionuclide Therapy of Human Tumors. Int J Mol Sci. 2015 Dec 28;17(1):33. doi: 10.3390/ijms17010033
Патенты
Патент РФ №2611653 Приоритет от 23.12.2015. Композиция для визуализациии повреждения клеток-мишеней.
Грантовая поддержка
Грант РФФИ № 20-34-70124 Стабильность «Анализ механизмов индуцированной бета-излучением вторичной продукции пероксида водорода в опухолевых клетках и его роли в ответе клетки на радиационное воздействие» (2020-2021 гг).
Государственное задание Минобрнауки России (код проекта FSWR-2023-0032).