Projekta norises laiks
01.02.2024. - 31.10.2024.
Projektā iesaistītās valstis un institūcija



Projekta vadītāja
Prof. Dr. Reet Kurgs
Projekta mērķis(i)
Process, kā vēža šūnas pēc pretvēža terapijas var izvairīties no letalitātes un izraisīt vēža atkārtošanos, nav labi izpētīts. Ārstētās vēža šūnas iegūst daudz DNS bojājumu, sistēma un tās apvalks (t.i. hromatīns šūnas kodolā) zaudē regulatīvo stabilitāti. Tomēr kopš cilvēka šūnas ir attīstījušās ilgstošas dzīvības evolūcijas gaitā, izdzīvošanas programmas ir saglabātas genomu atmiņā. Aktivizējot pārprogrammēšanās spējas, kas saistītas ar šūnu novecošanos, vēža šūnas var izpētīt un atrast šos slēptos evolūcijas pievilinātājus. Šādā veidā sistēma nonāk līdz dihotomijas punktam ar diviem šūnu likteņiem – vecuma apstāšanās, neizplatīšanās stāvoklī vai cilmes šūnu pārprogrammēšana uz dzīvības aizstāvēšanas, klonēšanas, izdzīvošanas stāvokli. Šī procesa gala rezultāts ir stohastisks notikums, kas ir atkarīgs no līdzfaktoriem, pret kuriem šūna var būt jūtīga. Iepriekšējos pētījumos, ko veica Baltijas grupas (Tartu grupas sadarbība ar Dr. Ērenpreisu, Rīga), izmantojot embrionālās karcinomas šūnu modeli, kas ir apstrādāts ar etopozīdu, tika pierādīts, ka pirms šīs izejas šūnas vairāku dienu laikā svārstās starp novecošanos un pašatjaunošanos. Šīs svārstības bija saistītas ar divu pretēju šūnu likteņa regulāciju p21Cip1 (novecošanās/nāves) un OCT4A (cilmes izdzīvošanas) no p53 augšupvērstu un lejupvērstu regulēšanu, kas savstarpēji modulē viens otru (Huna et al., 2015). Šis dubultpotenciālais stāvoklis nodrošina papildu laiku DNS labošanai, kamēr šūnas pārslēdzas starp (pirms)novecošanos un pašatjaunošanos, un pēc atveseļošanās atgriežas sākuma noteiktajā stāvoklī. Iepriekšējā darbā ar to pašu modeli, tika konstatēts, ka dubultpotenciālu stāvokli raksturo DNS demetilācija heterohromatīnā un metilācija eihromatīnā, kas, iespējams, izdzēš fāžu atdalīšanu starp tiem (Salmina et al., 2017). Epiģenētiskais histons stāvoklis hetero- un eihromatīnā šajā modelī nav pētīts, un tas ir viens no šī projekta uzdevumiem. Izmantojot vienas molekulas lokalizācijas mikroskopiju (SMLM) un matemātiskās novērtēšanas metodes (Riplija punktu attāluma statistika, noturīga homoloģija, noturīga attēlveidošana, galveno komponenšu analīze) specifiskas fluorescences marķēšanas punktu modeļa analīzei, hetero- vai eihromatīna gadījumā atklāja raksturīgas tīklam līdzīgas izmaiņas visā hromatīnā šūnu kodolos pēc apstarošanas DNS labošanas laikā (Hausmana grupa). Tika pierādīts, ka veiksmīga DNS labošana izraisa divu galveno hromatīna tīkla komponentu cilpu 2D topoloģiskajā telpā, sasniedzot aptuveni tādu stāvokli, kāds ir neapstrādātās šūnās. Atlikušie bojājumi vai neveiksmīgi labojumi izraisa topoloģiskas svārstības vai sliktakajā gadījumā izkļūšana no šīs cilpas divu galveno komponenšu telpās, t.i., cilpa nav noslēgta sākuma situācijā. Pētāmie jautājumi ir par to, cik lielā mērā hromatīna tīkla modelis ir saistīts vai nu ar (pirms)novecošanos, vai pluripotenci un tādējādi ar iepriekš aprakstītajiem procesiem.
Sadarbības projekts apvieno abu grupu – Igaunijas un Vācijas – zināšanas. Projektu būtiski atbalstīs Dr. Erenpreisas (Goda zinātniece) un Dr. T. Freivalda konsultācijas fizikas jomā (Latvijas Universitāte). Mērķis ir ievest modeļa šūnu sistēmas šūnas svārstību stāvoklī pēc apstrādes ar etopozīdu, nosakot šūnu stāvokli pirms un pēc svārstībām un gala rezultātā. Arī korelējot šos stāvokļus ar hromatīna organizāciju, ko nosaka fāžu atdalīšanās attēlu analīze, izmantojot konfokālo mikroskopiju un topoloģisko datu aprēķinus pēc SMLM datu iegūšanas.
Projekta tiešā un netiešā mērķa grupa
Tiešā: pētījumos un mērījumos iesaistītie vecākie zinātnieki, doktoranti, maģistranti, bakalaura studenti
Netiešā: zinātnieki informēti, publicējot rezultātus, studenti un simpozija dalībnieki