Глиобластома – это наиболее часто встречающийся тип опухолей мозга, для которого характерна чрезвычайно низкая выживаемость в течение 5 лет (в среднем менее 10% независимо от возраста). Проблема глиобластомы осложняется тем, что эта опухоль чрезвычайно агрессивна и устойчива к радио- и химиотерапии, что приводит к очень высокому проценту рецидивов и развитию вторичных опухолей. Даже резекция опухоли в сочетании с радиотерапией и приемом цитостатика теозоламида не гарантирует излечения. В связи с этим поиск новых эффективных подходов к лечению глиобластомы является вызовом для научного сообщества. Поиск новых мишеней для препаратов против глиобластомы требует понимания молекулярных механизмов, которые управляют делением клеток глиобластомы, определяют её злокачественный фенотип (инвазивность, способность к метастазированию, гиперпролиферации), влияние опухолевых клеток на микроокружение, а также способствуют повышенной устойчивости к химиотерапии. В последнее время стало понятно, что геном человека, помимо белков и молекул РНК, выполняющих структурную и каталитическую функцию (рРНК и РНК сплайсососм), кодирует огромное разнообразие малых (менее 200 нуклеотидов) и длинных (более 200 нуклеотидов) регуляторных РНК, функция которых в настоящий момент недостаточно изучена [Open Biol. 2017 Jul; 7(7): 170121. 2017 doi: 10.1098/rsob.170121]. Эти РНК образуют допонительный уровень регуляции ключевых клеточных процессов, дополнительно усложняя наше понимание функционирования нормальных и раковых клеток. Функция в клетках малых РНК, в частности большого класса микроРНК, относительно хорошо изучена. Известны механизмы образования этих РНК и их включения в состав комплексов, которые, как правило, негативно влияют на функцию отдельных генов или кластеров генов, ингибируя трансляцию соответствующих мРНК, либо вызывая их направленную деградацию [Annu Rev Pathol. 2009;4:199-227. doi: 10.1146/annurev.pathol.4.110807.092222].. Класс длинных некодирующих РНК (lncRNA) был обнаружен относительно недавно и представляет собой более разнородную по составу у способам синтеза и созревания группу РНК. Биологические функции этих РНК также более различны. Часть из них связывает другие РНК за счет комплементарных участков, например, микроРНК, ингибируя их функцию. Другая группа взаимодействует с белками, в том числе белками-регуляторами структуры хроматина, оказывая глобальный эффект на транскрипцию генов. Некоторые lncRNA входят в состав сложных РНК-белковых комплексов, изменяя их состав, структуру и функции (для иллюстрации см Приложение 2). Уровень lncRNA, которые участвуют в ключевых клеточных процессах, строго регулируется. Неслучайно поэтому, что количество некоторых lncRNA сильно изменено в клетках опухолей по сравнению с нормальными клетками ткани [Mol Cancer. 2018 17(1):61. doi: 10.1186/s12943-018-0812-2]. Это связано с тем, что эти lncRNA участвуют в регуляции пролиферации, поддержании дедифференцированного состояния и устойчивости клеток опухоли к апоптозу. Несмотря на очевидный прогресс в исследованиях lncRNA, определении их роли в патогенезе онкологических заболеваний, молекулярные механизмы, обуславливающие их функционирование в клетках плохо охарактеризованы. Поэтому крайне важной с научной точки зрения является выяснение роли lncRNA в нормальных и раковых клетках. Дело в том, что понимание этих механизмов позволит использовать lncRNA для создания новых подходов к лечению таких злокачественных новообразований как глиобластома, либо использовать lncRNA как диагностические маркеры. В случае глиобластомы известно несколько lncRNA, уровень которых сильно изменен, а также частично охарактеризованы молекулярные партнеры и сигнальные пути, на которые эти lncRNA действуют. Установлено, что MALAT1 защищает клетки глиобластомы от апоптоза,негативно регулируя уровень микроРНК-101 Nucleic Acids Res. 2018 46(3): 1424–1440 doi: 10.1093/nar/gkx1221]. lncRNA HOTAIR связывает и сближает решуляторы структуры хроматина [Oncotarget. 2018; 9:15740-15756. https://doi.org/10.18632/oncotarget.24597], а некоторые комбинируют сразу несколько механизмов, подобно TUG1 [Nature Communications volume 7, Article number: 13616 (2016)]. В ходе предварительных исследований мы выяснили, что в клетках глиобластомы человека белок-регулятор апоптоза сурвивин связан с неизвестной ранее длинной РНК. Анализ концевых последовательностей этой новой молекулы показал, что она кодируется локусом q21.2 хромосомы 18 и не совпадает ни с одной из охарактеризованных некодирующих РНК. Уровень этой РНК в клетках глиобластомы имеет обратную корреляцию с уровнем убиквитин-лигазы MDM2, который является негативным регулятором белка-антионкогена p53. При этом уровень этой новой РНК выше в линии глиобластомы, несущей мезенхимные маркеры, связанные с высокой злокачественностью этих клеток. В клетках про-нейрального или нейтрального фенотипа, которые менее агрессивны, уровень этой РНК ниже. Кроме того, уровень этой РНК возрастает при индукции апоптоза. Эти факты говорят о важной роли новой РНК в патогенезе и прогрессии клеток глиобластомы. Анализ последовательности хромосомы 18 показал, что поблизости от локуса, кодирующего новую lncRNA, расположен ген известной некодирующей РНК LINC-ROR, которая связана с уровнем в клетке p53, в ряде опухолей защищает клетки от апоптоза, а также регулирует функцию ряда микроРНК, которые контролирует состояние стволовости в эмбриональных стволовых клетках и стволовых клетках опухолевой природы. Роль LINC-ROR в клетках глиобластомы плохо охарактеризована: некоторые работы ссылаются на увеличение продукции LINC-ROR как неблагоприятный предиктор, другие исследования утверждают, что уровень LINC-ROR в глиомах снижен и именно это защищает клетки опухоли от стрессов. Таким образом, есть указания на то, что функции новой РНК и LINC-ROR могут быть противоположными, а гены – подвержены согласованной регуляции в силу близкого расположения на хромосоме 18 (q21.2 и q21.3). Поскольку функция и молекулярные партнеры LINC-ROR и других lncRNA сильно зависят от природы клеток, необходимо детальное изучение роли этих молекул, а также молекулярных программ, которые они регулируют в каждом конкретном типе опухоли. В случае данного проекта мы планируем изучить роль известной некодирующей РНК LINC-ROR, которая плохо изучена в глиобластоме, а также ранее неохарактеризованной lncRNA, которая связывает регулятор апоптоза –сурвивин в клетках глиобластомы. Для определения функций, партнеров и молекулярных каскадов, которые регулируют данные РНК мы собираемся сверхпродуцировать эти молекулы или их фрагменты в клетках глиобластомы, либо наоборот, снизить их уровень, используя ингибиторные малые РНК. Сравнение фенотипа, транскриптома, способности к пролиферации, миграции и устойчивости к апоптозу клеток глиобластомы с измененными уровнями LINC-ROR и новой lncRNA и немодифицированными клетками этой опухоли позволит установить роль молекул выбранных lncRNA и молекулярные механизмы, в которых они задействованы. Такое исследование позволит не просто констатировать факт участия данных молекул в патогенезе и прогрессировании глиобластомы, но и может указать на эти РНК, как новые терапевтические мишени для лечения глиобластомы.