The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования в рамках данного проекта являются клеточные линии КРР с мутациями KRAS и BRAF. Основное внимание уделяется пониманию того, как манипуляции с динамикой митохондрий влияют на функцию митохондрий, метаболическое перепрограммирование и профили миторибосом в КРР KRAS и BRAF.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Осы жоба аясындағы зерттеу объектісі — KRAS және BRAF мутациялары бар КҚІ жасуша сызықтары. Негізгі назар митохондриялар динамикасын манипуляциялаудың KRAS және BRAF мутациялары бар КҚІ-дегі митохондрия функциясына, метаболикалық қайта бағдарламалауға және миторибосома профилдеріне қалай әсер ететінін түсінуге бағытталған.

Aim of work (in Russian) : Изучить динамику митохондрий в линиях КРР с онкогенными мутациями (KRAS, BRAF) и то, как ее изменения влияют на метаболическую адаптацию, миторибосомальный биогенез и признаки рака. Это исследование направлено на выявление терапевтических уязвимостей и понимание того, как измененная динамика митохондрий влияет на рост и метастазирование КРР.

Aim of work (in Kazakh) : Онкогендік мутациялары (KRAS, BRAF) бар КҚІ жасуша сызықтарындағы митохондрия динамикасын және оның өзгерістері метаболикалық бейімделуге, миторибосомалық биогенезге және қатерлі ісік белгілеріне қалай әсер ететінін зерттеу. Бұл зерттеу терапиялық әлсіз тұстарды анықтауға және өзгерген митохондрия динамикасының КҚІ өсуі мен метастаздануына қалай әсер ететінін түсінуге бағытталған.

Методы исследования (на русском) : 1. Фенотипическая характеристика митохондрий (морфология, функция и динамика) в клеточных линиях КРР с мутациями KRAS и BRAF и их связи с инвазивностью и метастатическим потенциалом. Идентифицировать белки слияния/деления, которые контролируют митохондриальную динамику этих КРР. Манипулирование белками слияния/деления посредством генетической и/или фармакологической активации/ингибирования для модификации слияния/деления. 2. Функциональная характеристика митохондрий в клетках КРР после изменений динамики митохондрий путем анализа массы митохондрий, мембранного потенциала, продукции АФК и профилирования миторибосом, а также оценки влияния на пролиферацию, инвазию, миграцию и апоптоз раковых клеток. Изучение терапевтического потенциала манипуляций с морфологией митохондрий, как уязвимость, повышающую чувствительность клеток КРР. 3. Оценка метаболической адаптации КРР с измененными митохондриями с помощью биоэнергетического профилирования респирометром высокого разрешения (HRR) O2k. Будут оценены ключевые характеристики активности дыхательной цепи и рассчитаны такие параметры, как рутинная активность, емкость OXPHOS, система транспорта электронов и утечка протонов.

Методы исследования (на казахском) : 1. KRAS және BRAF мутациялары бар КҚІ жасуша сызықтарында митохондрияның фенотиптік сипаттамасы (морфологиясы, функциясы және динамикасы) және олардың инвазиялық және метастаздық әлеуетімен байланысы. Осы КҚІ-дегі митохондрия динамикасын бақылайтын бірігу/бөліну ақуыздарын анықтау. Митохондрияның бірігу/бөлінуін генетикалық және/немесе фармакологиялық активация/ингибирлеу арқылы өзгерту үшін бірігу/бөліну ақуыздарын манипуляциялау. 2. Митохондрия динамикасын өзгерту жағдайында КҚІ жасушаларындағы митохондрияның функционалдық сипаттамасы: митохондрия массасын, мембрана потенциалын, АФК түзілуін, миторибосома профилін талдау және пролиферация, инвазия, миграция, апоптоз сияқты қатерлі ісік белгілеріне әсерін бағалау. Митохондрия морфологиясымен манипуляция жасаудың терапиялық әлеуетін, КҚІ жасушаларының сезімталдығын арттыратын осалдық ретінде зерттеу. 3. Жоғары дәлдіктегі респирометр (HRR) O2k көмегімен митохондриялары өзгертілген КҚІ-нің метаболикалық бейімделуін биоэнергетикалық профильдеу арқылы бағалау. Тыныс алу тізбегі белсенділігінің негізгі сипаттамалары бағаланып, рутиналық белсенділік, OXPHOS сыйымдылығы, электронды тасымалдау жүйесі және протондық ағып кету сияқты параметрлер есептеледі.

Obtained results and novelty (in Russian) : В нормальных клетках CCD841CoN наблюдались высокие уровни белков слияния митохондрий (OPA1, MFN1/2) и низкие уровни DRP1 и p-DRP1(S616), что соответствовало связанной сети и стабильному митохондриальному потенциалу (TMRM) и массе (MTG/MTDR). KRAS-мутантные линии (HCT116, SW620) сохраняли умеренный фиссионный тон с относительно высоким OPA1 и MFN1/2 и низким p-DRP1(S616)/DRP1, демонстрируя показатели, близкие к нормальным клеткам. Напротив, BRAF-мутантные линии (HT29, RKO) характеризовались фрагментированной сетью при повышенных OPA1/MFN и DRP1/p-DRP1(S616), что указывает на дисбаланс цикла слияние–деление и повышенную митохондриальную нагрузку (MitoSOX), коррелирующую с агрессивным фенотипом. При обработке Mdivi-1 и M1 (10 мкМ) конфокальная микроскопия показала выраженное слияние митохондрий под действием M1 в нормальных клетках, умеренное в HT29 и KRAS-мутантах и отсутствие эффекта в RKO. Вестерн-блот выявил повышение DRP1 и OPA1 через 48 ч после воздействия M1 и Mdivi-1. По qPCR экспрессия OPA1 существенно не изменилась, тогда как DRP1 увеличивался в HT29 (при M1 и Mdivi-1) и RKO (при Mdivi-1). M1 незначительно ускорял пролиферацию KRAS-мутантных клеток, тогда как Mdivi-1 снижал рост всех исследованных линий. Для нокаута OPA1 и DRP1 подготовлены лентивирусные векторы pLKO.1 и pLKO.1-Tet для конститутивной и доксициклин-индуцируемой экспрессии.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Қалыпты CCD841CoN жасушаларында митохондриялық бірігу ақуыздарының (OPA1, MFN1/2) деңгейі жоғары, ал DRP1 және оның фосфорланған түрі p-DRP1(S616) төмен болды. Бұл біріктірілген желіге және тұрақты митохондриялық потенциалға (TMRM) мен массаға (MTG/MTDR) сәйкес келді. KRAS-мутантты сызықтар (HCT116, SW620) салыстырмалы түрде жоғары OPA1 және MFN1/2 және төмен p-DRP1(S616)/DRP1 деңгейін сақтап, қалыпты жасушаларға ұқсас митохондриялық функция көрсетті. Ал BRAF-мутантты сызықтар (HT29, RKO) жоғары OPA1/MFN және DRP1/p-DRP1(S616) деңгейімен фрагменттелген желі түзіп, синтез-бөліну циклі теңгерімсіздігін және MitoSOX арқылы байқалған митохондриялық жүктеменің артуын көрсетті. 10 мкМ Mdivi-1 және M1 қосылған тәжірибеде конфокальды микроскопия M1 қалыпты жасушаларда айқын бірігу туғызғанын, ал HT29 және KRAS-мутанттарда орташа әсер, RKO жасушаларында әсер болмағанын көрсетті. Western blot нәтижесінде 48 сағаттан кейін M1 және Mdivi-1 әсерінен DRP1 және OPA1 деңгейі артты. qPCR талдауы OPA1 экспрессиясының өзгеріссіз қалғанын, бірақ DRP1 гені HT29 (M1 және Mdivi-1) және RKO (Mdivi-1) жасушаларында артқанын көрсетті. M1 KRAS-мутантты жасушалардың пролиферациясын сәл жылдамдатса, BRAF-мутанттарда әсер байқалмады, ал Mdivi-1 барлық сызықтарда өсу қарқынын төмендетті. OPA1 және DRP1 нокауттау үшін конститутивті және доксициклин-индукцияланатын экспрессияға арналған pLKO.1 және pLKO.1-Tet лентивирустық векторлары дайындалды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Изучение механизмов митохондриальной динамики имеет ключевое значение для поиска более эффективных терапевтических подходов и преодоления устойчивости к лечению рака. С учётом высокой стоимости и сложности разработки новых стратегий терапии колоректального рака (КРР), наше исследование направлено на выявление уязвимых звеньев опухолевых клеток посредством регулирования процессов слияния и деления митохондрий. Такой подход открывает возможность повышения чувствительности раковых клеток к противоопухолевым препаратам и оптимизации существующих методов лечения.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Митохондрия динамикасының тетіктерін зерттеу қатерлі ісікті емдеудің тиімдірек тәсілдерін іздеуде және емге төзімділікті еңсеруде маңызды рөл атқарады. Колоректалды қатерлі ісікті (КҚІ) емдеудің жаңа стратегияларын әзірлеудің жоғары құны мен күрделілігін ескере отырып, біздің зерттеу митохондриялардың қосылу мен бөліну процестерін реттеу арқылы ісік жасушаларының осал тұстарын анықтауға бағытталған. Бұл тәсіл қатерлі ісік жасушаларының химиотерапияға сезімталдығын арттырып, қолданыстағы емдеу әдістерін оңтайландыруға мүмкіндік береді.

Level of implementation (in Russian) : Этап активного выполнения — проведена полная оптимизация методик и экспериментальных моделей, осуществляется комплексный анализ полученных данных. Проект находится в стадии активного прогресса, выполняются запланированные эксперименты и формируются итоговые результаты.

Level of implementation (in Kazakh) : Белсенді орындау кезеңі — барлық әдістер мен эксперименттік модельдер толық оңтайландырылған, алынған деректердің кешенді талдауы жүргізілуде. Жоба жоспарланған тәжірибелерді орындау және қорытынды нәтижелерді қалыптастыру сатысында белсенді түрде ілгерілеп келеді.

Efficiency (in Russian) : Эффективность данного проекта проявится в повышении результативности терапии колоректального рака с мутациями KRAS и BRAF за счёт углублённого понимания митохондриальных механизмов лекарственной устойчивости и разработки новых стратегий её преодоления, что в перспективе позволит улучшить прогноз и качество жизни пациентов.

Efficiency (in Kazakh) : Бұл жобаның тиімділігі KRAS және BRAF мутациялары бар тоқ ішек обырын емдеу нәтижелілігін арттыру арқылы көрініс табады. Бұл митохондриялық тетіктер деңгейінде дәріге төзімділікті терең түсінуге және оны еңсерудің жаңа стратегияларын әзірлеуге мүмкіндік беріп, болашақта пациенттердің болжамы мен өмір сапасын жақсартуға ықпал етеді.

Field of application (in Russian) : Фундаментальная наука.

Field of application (in Kazakh) : Фундаменталды ғылым.