- Nazwa programu lub funduszu:
„DOKTORAT WDROŻENIOWY”, EDYCJA 5, Ministerstwo Nauki i Edukacji” - Nazwa projektu:
„Rozwój małocząsteczkowych immunomodulatorów ludzkiego układu odpornościowego jako nowej terapii przeciwnowotworowej” - Kierownik projektu:
dr hab. Elżbieta Kołaczkowska, prof. UJ - Wartość dofinansowania:
349 548,60 PLN - Całkowity koszt inwestycji:
349 548,60 PLN
Krótki opis projektu
Celem projektu jest rozwój małocząsteczkowych immunomodulatorów ludzkiego układu odpornościowego w postaci inibitorów kinazy HPK1, wykazujących biodostępność po podaniu doustnym o aktywności przeciwnowotworowej.
Białko HPK1 jest kinazą serynowo-treoninową należącą do rodziny MAP4K odpowiedzialną m.in. za fosforylację białek adaptorowych SLP-76 oraz BLNK pełniących kluczową rolę w ścieżkach sygnalizacyjnych odpowiednio TCR w limfocytach T oraz BCR w limfocytach B. Fosforylacja białek adaptorowych SLP-76 czy BLNK indukuje ubikwitynację, co prowadzi do ich degradacji proteasomalnej. Następstwem degradacji SLP-76 i BLNK jest zahamowanie aktywności ścieżek TCR i BCR, co prowadzi do zmniejszonej aktywności limfocytów T i B. Dodatkowo, HPK1 poprzez regulację ekspresji cząsteczek kostymulatorowych może mieć wpływ na prezentację antygenów przez komórki dendrytyczne. W związku z tym inhibicja aktywności kinazowej HPK1 przez małocząsteczkowych antagonistów stwarza możliwość wykorzystania potencjału własnego układu odpornościowego pacjenta do wydajnego rozpoznania i efektywnego atakowania komórek nowotworowych.
Realizacja projektu będzie wymagała znajomości następujących metod:
- cytometria przepływowa, szczególnie w kontekście analiz cytometrycznych limfocytów
- AlphaLISA
- reakcja łańcuchowa polimerazy w czasie rzeczywistym
- western blotting
- metody oparte na transferze energii rezonansu fluorescencji
- ADP-Glo
- CTG-Glo
- kokultury limfocytów z komórkami nowotworowymi / komórkami dendrytycznymi
- testy funkcjonalne z użyciem ludzkich i/lub mysich regulatorowych limfocytów T
Pierwszym etapem prac będzie zaprojektowanie, rozwój i optymalizacja kaskady służącej identyfikacji związków aktywnych o pożądanym profilu farmakologicznym. Związki będą charakteryzowane pod kątem parametrów fizykochemicznych oraz profilowane w testach ADME in vitro. Aktywni antagoniści HPK1 spełniający ustalone kryteria zostaną sprofilowani w badaniach farmakokinetycznych i, po uprzedniej identyfikacji specyficznych biomarkerów odpowiedzi, użyci w badaniach farmakokinetyczno-farmakodynamicznych. Najlepsze związki zostaną przetestowane zarówno w monoterapii, jak i w kombinacji z inhibitorami punktów kontrolnych w mysich modelach syngenicznych w celu potwierdzenia aktywności przeciwnowotworowej in vivo. Równolegle, związki charakteryzowane będą pod kątem cytotoksyczności na wybranych liniach i komórkach pierwotnych oraz selektywności kinomowej, co przyczyni się do rozwoju koncepcji strategii różnicującej wobec inhibitorów konkurencji.
Dodatkowym efektem prac badawczych będzie uruchomienie oraz wdrożenie wydajnej platformy służącej identyfikacji modulatorów aktywności limfocytów T, nie tylko antagonistów HPK1.
Cele projektu:
Celem projektu jest rozwój małocząsteczkowych immunomodulatorów ludzkiego układu odpornościowego w postaci inibitorów kinazy HPK1, wykazujących biodostępność po podaniu doustnym o aktywności przeciwnowotworowej. Cel nadrzędny będzie realizowany poprzez wykonanie celów podrzędnych, zawartych w poniższej tabeli.Harmonogram realizacji działalności naukowej (przewidziane zadania naukowe i wdrożeniowe):
Rok akademicki 2021/2022
Semestr I
- przygotowanie wstępnego projektu kaskady skriningowej
- rozwój testu na bazie TR-FRET badającego aktywność HPK1 w modelu in vitro
- wdrożenie testów biochemicznych i identyfikacja pierwszych małocząsteczkowych inhibitorów aktywności kinazowej HPK1
Semestr II
- opracowanie testów in vitro umożliwiających badanie funkcji efektorowych komórek PBMC
- wdrożenie wstępnej kaskady przesiewowej opartej o badanie odpowiedzi funkcjonalnej komórek PBMC służącej do identyfikacji związków aktywnych
- identyfikacja kluczowych anty-targetów
Rok akademicki 2022/2023
Semestr I
- rozwój testów biochemicznych pozwalających na wysokoprzepustowe badanie selektywności związków aktywnych względem wybranego panelu anty- targetów
- optymalizacja wydajności i kosztów kaskady
- profilowanie parametrów fizykochemicznych związków aktywnych w celu wdrożenia do badań PK
Semestr II
- rozwój testu in vitro pozwalającego na wyznaczanie selektywności inhibitorów na szlak sygnałowy receptora limfocytów T
- badania w kierunku ustalenia modelu PK/PD
- charakterystyka in vitro ADME wybranych związków aktywnych w celu wdrożenia do badań PK
- rozpoczęcie badań PK i PK/PD w mysim modelu bezguzowym oraz wstępna walidacja zidentyfikowanego w toku prowadzonych prac badawczych biomarkera odpowiedzi
Rok akademicki 2023/2024
Semestr I
- dalsza optymalizacja mysiego modelu PK/PD
- ocena selektywności kinomowej wybranych inhibitorów
- ustalenie profilu PK wybranych związków aktywnych
- wdrożenie związków do badań PK/PD
Semestr II
- rozwój testu in vitro pozwalającego na badanie wpływu inhibicji HPK1 na potencjał cytotoksyczny limfocytów T na wybrane linie nowotworowe (T-cell killing assay)
- badania PK/PD w mysim modelu bez wszczepienia komórek nowotworowych w celu wdrożenia do badań efektywności w modelach syngenicznych
- badania efektywności związków aktywnych na wzrost nowotworów litych w mysich modelach syngenicznych
Rok akademicki 2024/2025
Semestr I
- wdrożenie testów służących ocenie badanych związków na aktywność efektorową komórek T
- kontynuacja badań efektywności związków aktywnych na wzrost nowotworów litych w mysich modelach syngenicznych
Semestr II
- opracowanie koncepcji strategii różnicującej dla inhibitorów HPK1 wyselekcjonowanych w ramach pracy badawczej
- przygotowanie rozprawy doktorskiej
Główne cele badawcze:
Inhibitory rozwinięte w ramach pracy badawczej posłużą do wstępnej walidacji celu molekularnego, identyfikacji biomarkera odpowiedzi, potwierdzenia jego modulacji w badaniach PK/PD oraz ustalenia aktywności immunoterapii w mysich modelach syngenicznych. Realizacja założonych celów badawczych doprowadzi do opracowania nowych związków narzędziowych, które w ciągu dalszych prac badawczo-rozwojowych zostaną użyte do stworzenia nowej terapii immuno-onkologicznej.
Wdrożenie projektu zgodnie z planem nastąpi poprzez wprowadzenie wyników prac badawczo-rozwojowych i badań przemysłowych do działalności firmy biotechnologicznej Ryvu Therapeutics, pełniącej rolę Partnera w projekcie doktoratu wdrożeniowego.