Лабораторія молекулярних механізмів трансформації клітин
Пріоритетні напрямки досліджень
Виявлення молекулярних механізмів злоякісної трансформації клітини з метою створення нових діагностичних та/або прогностичних маркерів канцерогенезу
Вивчення властивостей і ролі білків родини MRPS18 у канцерогенезі та у контролі стовбуровості і диференціювання клітин
Пошук причин блокування проліферації і апоптозу у В-клітинах при хронічному лімфолейкозі (ХЛЛ)
Ключові слова
- Злоякісна трансформація клітини, мітохондріальні рибосомні білки родини S18 (MRPS18), MRPS18-2, вірус Епштейна-Барр, лімфоми, пухлини дитячого віку, ембріональні пухлини центральної нервової системи, стовбурові клітини, диференціація, стовбуровість, ретинобластома-асоційований білок RB,
- В-клітинний хронічний лімфолейкоз (ХЛЛ)
- Поточні пріоритетні дослідження, сучасні методики
- Науковий інтерес лабораторії полягає у виявленні молекулярних механізмів трансформації клітини для пошуку нових діагностичних та/або прогностичних маркерів канцерогенезу.
- Особлива увага спрямована на вивчення властивостей і ролі білків родини MRPS18 у контролі стовбуровості клітини, диференціюванні та у канцерогенезі, а також з’ясування функціональних наслідків взаємодії протеїнів MRPS18-2 та RB у контролі за стовбуровістю клітин та при канцерогенезі пухлин головного мозку, особливо у випадках пухлин дитячого віку.
- Одним із напрямів досліджень лабораторії є встановлення причин блокування активації, проліферації і апоптозу у В-клітинах при хронічному лімфолейкозі (ХЛЛ).
- Найвагоміші результати за 2021-2025 рр.
- В експериментах in vitro було показано, що протеїни родини MRPS18 мають різні біохімічні властивості, а саме – період напіврозпаду білка MRPS18-1 – 90 хв., а MRPS18-3 деградується за декілька хвилин; MRPS18-2 практично не руйнується. Отримані дані вказують на можливу функцію протеїна MRPS18-2 у підтримці конфігурації еухроматину, що дозволяє активну експресію ряду генів, контролюючих проліферацію клітини.
- Виявлено можливу промоторну область гена MRPS18-2 методом біоінформатичного аналізу, де розташовано три сайти зв’язування фактора транскрипції протеїна KLF4 та один – KLF6. За допомогою метода імунопреципітації хроматину було підтверджено взаємодію фактора транскрипції KLF4 із промоторною ділянкою гена MRPS18-2, та показано залежність активації транскрипції гена MRPS18-2 від наявності KLF4 методом кількісної ПЛР. Протеїни KLF4 і KLF6 є важливими для підтримки функціональних характеристик стовбурових клітин, а також відіграють важливу роль у злоякісній трансформації та прогресії пухлин різного генезу. Залежність активації транскрипції гена MRPS18-2 від наявності KLF4, індукуючого плюрипотентність клітин, частково пояснює високий рівень експресії MRPS18-2 у стовбурових і пухлинних клітинах.
- Раніше нами показано, що первинні фібробласти, в яких MRPS18-2 оверекспресовано, набувають властивостей стовбурових клітин і диференціюють у остеобласти, хондроцити і жирові клітини in vitro. Наразі нами встановлено, що пухлинні клітини ретинобластоми WERI, в яких оверекспресується протеїн MRPS18-2, диференціюють у остеобласти та у хондроцити. Таким чином, роль протеїну MRPS18-2 у контролі функціональної платичності клітин є універсальною, що робить цей протеїн мішенню для протипухлинної терапії.
- Нами встановлено, що патерни експресії гена RB1 на рівні мРНК і протеїна у пухлинах головного мозку в основному односпрямовані. Виявлено гетерогенність у патерні експресії RB1 у зразках астроцитом, гліобластом та атипової менінгіоми, де позитивними були від 20 до 60% пухлин, в той час як в усіх ембріональних пухлинах центральної нервової системи виявляли експресію гена RB1 на рівні мРНК і протеїна.
- Гени MRPS18-1-3 показали різні патерни експресії, залежно від типу пухлини головного мозку. Найвища експресія мРНК гена MRPS18-1 була виявлена у зразках гліобластоми як у зразках пухлин, так і в периферичній крові. Загалом експресія MRPS18-1 була вищою в пухлинах G4 порівняно з G2. MRPS18-3 експресувався на вищих рівнях у зразках G2 і в ембріональних пухлинах. MRPS18-2 експресувався у всіх досліджуваних зразках, незалежно від типу. Сигнал протеїна MRPS18-2 був виявлений на високих рівнях у більшості пухлин головного мозку.
- Оцінка рівня експресії гена MRPS18-1 у периферичній крові може бути використана як потенційний прогностичний маркер прогресії пухлини.
- Нами буловстановлено, що В-клітини пацієнтів із хронічним лімфолейкозом (ХЛЛ) характеризуються суттєвим зниженням експресії низки ключових транскрипційних факторів, критично важливих для нормальної В-клітинної диференціації. Зокрема, відзначено зменшену експресію PU.1, EBF1, Spi-B, BLIMP1, Bcl6, IRF4 та IRF8, що свідчить про порушення регуляції кількох етапів розвитку В-лімфоцитів — від ранніх стадій до термінальної плазматичної диференціації. При цьому рівень експресії IL1 залишався стабільним, а IL6 був практично відсутнім. Водночас виявлено зниження експресії IL17 на рівні мРНК порівняно з умовно нормальними В-клітинами. Також було зафіксовано повну відсутність експресії STAT3 та STAT5B, суттєве зниження STAT5A та високу гетерогенність експресії STAT6.
- Виявлені зміни вказують на системне порушення цитокінових сигнальних шляхів, що додатково підсилює збій у нормальній диференціації В-клітин при ХЛЛ, які демонструють незрілий фенотип. Зниження активності зазначених транскрипційних факторів та STAT-білків може сприяти формуванню мікрооточення, яке підтримує виживання пухлинних клітин та їхню резистентність до сигналів BCR. Це, у свою чергу, підсилює адаптивність лейкозних клітин і може бути одним із чинників їхньої агресивності та терапевтичної стійкості.
- Додаткові наукові напрями досліджень (якщо є)
- Рак шийки матки (РШМ) є другим за поширеністю раком, що фіксується у жінок в ЄС, який пов’язано із інфекцією вірусу папіломи людини (HPV). Можлива профілактика розвитку таких злоякісних пухлин – за допомоги скринінгу на HPV та вакцинації проти HPV. Наразі проводиться генотипування HPV, асоційованого із розвитком РШМ, що матиме діагностичне/прогностичне значення.
- Вплив опромінення (у діапазоні терагерц) на життездатність клітин людини. Вплив лізатів бактерій на ріст клітин людини.
- Доставка протеїнів, пептидів, і олігонуклеотідів у клітини ссавців на поверхні наночастинок золота.
- Сучасні методики
- Молекулярно-біологічні (виділення геномної ДНК, РНК, синтез кДНК, кількісна ПЛР, вивчення деградації РНК, використання антисмислової РНК, клонування, тощо), біохімічні (вестерн-блот аналіз, синтез і деградація протеїнів in vitro, GST-pull-down, імунопреципітація, преципітація хроматину, тощо), біофізичні (поверхневий плазмонний резонанс, мас-спектрометрія, оптична спектрометрія, тощо) метди, а також методи експериментальної онкології (ріст пухлин у експериментальних тваринах), імунофлуоресцентний аналіз, імуногістохімія, біоінформатика, статистичні методи.
- Роль мітохондріального білка MRPS18-2 та RB у контролі стовбуровості клітини та у канцерогенезі, № держреєстрації 0119U103905 (2020-2022)
- Вивчення молекулярних механізмів інгібування росту ембріональних пухлин за рахунок інактивації протеїна MRPS18-2, № держреєстрації 0123U100099 (2023-2026)
- Пpeдиктивні фактори імунної відповіді онкогематологічних хворих із коморбідністю COVID19, грант МОН в рамках програми ГОРИЗОНТ 2020, № держреєстрації 0123U102171 (2023-2024)
- Активація сигнальних каскадів для елімінації трансформованих В-клітин хронічному лімфолейкозі, грант НФДУ, № держреєстрації 0124U003787 (2024-2026)
- Генетична характеристика вірусів папіломи людини високого ризику в Україні і Латвії для інформування національної політики профілактики раку шийки матки, грант МОН в рамках спільних українсько-латвійських науково-дослідних проєктів, № держреєстрації 0125U002954 (2024-2026)
RSU Research Week 2021, Riga, Latvia «Knowledge for use in practice», 2021
EACR Virtual event, worldwide «Bioinformatics in Cancer Programme», Nottingen, UK, 2021
MTC day, Каролінський Інститут, Стокгольм, June 15th, 2022
RSU Research Week 2023, Riga, Latvia «Knowledge for use in practice», 2023
E-poster on 18th World Congress of Neurosurgery (WFNS 2023), 4-8 December, Cape Town, South Africa, 2023
- VIRCAN2024 Conference «Chronic viral infections and cancer, openings for vaccines and cure», Riga, Latvia, 2024
- RSU Research Week 2025, Riga, Latvia «Knowledge for use in practice», 26-28 March 2025, Riga, Latvia
- Міжнародна наукова конференція «Актуальні проблеми клітинної біології, мікробіології та біотехнології», 12-13 червня 2025 р., Львів
- Kovalevska L, Kalman S, Sushnova A, Malysheva O, Rozumenko V, Malysheva T, Kashuba E. Differential Expression of MRPS18 Family Genes in Brain Tumor Samples. Exp Oncol. 2025 Feb 20;46(4):368-374. doi: 10.15407/exp-oncology.2024.04.368.
- Matskova L, Zheng S, Kashuba E, Ernberg I, Aspenström P. MTSS1: beyond the integration of actin and membrane dynamics. Cell Mol Life Sci. 2024; 81(1): 472. doi: 10.1007/s00018-024-05511-w.
- Ковалевська Л, Щербіна В, Крячок І, Титаренко І, Кашуба О. Вплив захворювання на COVID19 та вакцинації проти SARS-COV-2 на перебіг онкогематологічних захворювань. Частина І. Генетичні характеристики варіантів вірусу SARS-COV-2 при трьох хвилях пандемії в Україні. Онкологія, 2024 (26)3: 216-221. doi:10.15407/oncology.2024.03.216
- Ковалевська Л, Щербіна В, Крячок І, Титаренко І, Кашуба О. Вплив захворювання на COVID19 та вакцинації проти SARS-COV-2 на перебіг онкогематологічних захворювань. Частина ІІ. Особливості експесії рецептора ACE2 у лімфоцитах та вплив цитокінового шторму на перебіг онкогематологічних захворювань.<w:t>Онкологія, 2024 (26) 4: 301-306.<w:t>doi:10.15407/oncology.2024.04.301
- Shcherbina V, Kovalevska L, Pedachenko E, Malysheva T, Kashuba E. Comparative analysis of the embryonal brain tumors based on their molecular features. Discovery Medicine. 2023, 35(178): 733-749. doi:10.24976/Discov. Med.202335178.69
- Zheng S, Wang X, Matskova L, Zhou X, Zhang Z, Kashuba EV, Ernberg I, Aspenström P. MTSS1 is downregulated in nasopharyngeal carcinoma (NPC) which disrupts adherens junctions leading to enhanced cell migration and invasion. Front Cell Dev Biol. 2023; 11: 1275668. doi: 10.3389/fcell.2023.1275668.
- Kovalevska L, Kashuba E. Materials of Nobel symposium 175: precision medicine transforms healthcare: a new trajectory for research and innovation September 20-22, 2023, Stockholm, Sweden. Experimental Oncology, 2023, 45(4): 531–534. doi: 10.15407/exp-oncology.2023.04.531
- Ковалевська Л.М., Матвєєва А.С., Кашуба О.В. Роль протеїна ретинобластоми в біології стовбурових клітин<w:t>Онкологія. 2023, 24 (4): 245-254. doi: 10.15407/oncology.2023.04.245
- Kovalevska L*, Golenkov O*, Kulahina Y, Callender T, Sizov F, Kashuba E. A. Comparative Study on the Viability of Normal and Cancerous Cells upon Irradiation with a Steady Beam of THz Rays. Life (Basel). 2022, 12(3): 376; doi: 10.3390/life12030376.
- Govorov I, Attarha S, Kovalevska L, Andersson E, Kashuba E*, Mints M*. Upregulation of PKN1 as a prognosis biomarker for endometrial cancer. Cancer Control. 2022, 29: 10732748221094797; doi: 10.1177/10732748221094797.
- Фешина М.О., Кучеренко З.Г., Ковалевська Л.М., Кашуба O.В. Вивчення убіквітинування білків родини MRPS18 in vitro.Фактори експериментальної еволюції організмів, 30, 2022, с. 116-121. doi: 10.7124/FEEO.v30.1471
- Kovalevska L., Malysheva T.A., Kalman S., Rozumenko A.V., Verbova L., Rozumenko V.D., Kashuba E. Expression pattern of MRPS18 family genes in gliomas. Exp. Oncol. 2021, 43 (3): 204-208. doi: 10.32471/exp-oncology.2312-8852.vol-43-no-3.16461
- Ковалевська Л.М., Кашуба О.В. Функціональні наслідки взаємодії протеїнів MRPS18-2 та RB при трансформації клітини. Онкологія. 2021, 23 (1-2): 1-5. doi: 10.32471/oncology.2663-7928.t-23-1-2021-g.9384
- Ковалевська Л.М., Задворний Т.В., Малишева Т.А., Кальман С.С., Лук’янова Н.Ю., Кашуба О.В. Порівняння відносної експресії генів у пухлинній тканині та у сироватці крові хворих на рак. Онкологія. 2021, 23 (3): 149-153. doi: 10.32471/oncology.2663-7928.t-23-3-2021-g.9761
- Ковалевська Л.М., Кашуба О.В. Роль протеїнів родини MRPS18 у злоякісній трансформації клітини. Шляхи та перспективи розвитку експериментальної онкології в Україні: вип.2. – К.: ДІА, 2021.– С. 77-90. ISBN 978-617-7785-41-4
- Державна установа «Інститут нейрохірургії ім. А.П. Ромоданова» НАМН України. Вивчення процесів контролю стовбуровості клітини у канцерогенезі. Договір 2020-2023 (з автоматичним продовженням).
- Інститут фізики напівпроводників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України. Вивчення фундаментальних механізмів трансформації клітини та вплив низькочастотного опромінювання на виживаність клітини.Договір 2021-2024 (з автоматичним продовженням).
- Каролінський Інститут (Karolinska Institutet), Стокгольм, Швеція. Виконання спільних досліджень для з’ясування значення і сигнальних мереж у злоякісній трансформації клітин. Договір про співробітництво від 25.04.2013 р, термін не обмежено.
- Рижський університет ім. П. Страдиня (Rīga Stradiņš University), Рига, Латвія. Виконання спільних досліджень, спрямованих на вивчення злоякісної трансформації і сигнальних шляхів її регуляції. Договір про співробітництво від 5.02.2016 р, термін не обмежено.
- Олена Віталіївна Кашуба, доктор біол. наук, професор, зав. лаб.
- Лариса Миколаївна Ковалевська, канд. біол. наук, ст.досл., ст. н.с., навчається в докторантурі із 2023 р.
- Аліна Сергіївна Матвєєва, канд. біол. наук, м.н.с.
- Сергій Сергійович Кальман, магістр, інженер, навчається в аспірантурі із 2023 р.
- Єлізавета Генадієвна Кулагіна, магістр, інженер
- Анна Вікторівна Сушньова, бакалавр, інженер
- Іван Ігорович Єременко, бакалавр, інженер
- Людмила Віталіївна Вознюк, технік
Дипломні і курсові роботи (2021-2025)
2021
1. Анастасія Колеснікова, Київський національний університет ім. Т. Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини».<w:t>Кваліфікаційна робота магістра «Патерн експресії генів родини MRPS18 (1-3) у сироватці крові та пухлинних тканинах при раку передміхурової залози», керівник – Л. Ковалевська.
2. Сергій Кальман, Київський національний університет ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини». Кваліфікаційна робота бакалавра «Роль мітохондріального білка MRPS18-2 в канцерогенезі», керівник – О. Кашуба.
3. Зінаїда Кучеренко, Київський національний університет ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини». Курсова робота «Вивчення стабільності протеїна MRPS18-2 in vitro та в культурах клітин ссавців», керівник – О. Кашуба.
2022
1. Зінаїда Кучеренко, Київський національний університет ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини». Кваліфікаційна робота бакалавра «Убіквітинування білка MRPS18-2 у системах in vitro», керівник – О. Кашуба.
2. Єлізавета Кулагіна, Київський національний університет ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини».<w:t>Курсова робота «Застосування генно-інженерних конструктів гена протеїну MRPS18-2 різної доменної структури для вивчення його убіквітинування», керівник – Л. Ковалевська.
3. Сергій Кальман, Київський національний університет ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини». Курсова робота «Роль мітохондріального білка MRPS18-2 в ембріональних пухлинах», керівник – О. Кашуба.
2023
1. Дмитро Савін, КНУ ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини». Кваліфікаційна робота бакалавра «Вплив оверекспресії протеїна MRPS18-2 на швидкість проліферації, клоноутворення і направлену диференціацію in vitro лінії клітин ретинобластоми WERI-RB-27», керівник – О. Кашуба.
2. Єлізавета Кулагіна, КНУ ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини». Кваліфікаційна робота бакалавра<w:t xml:space="preserve">«Вплив оверекспресії протеїна MRPS18-2 на швидкість проліферації, клоноутворення і направлену диференціацію in vitro лінії клітин меланоми А375», керівник – Л. Ковалевська.
3. Сергій Кальман, КНУ ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини». Кваліфікаційна робота магістра «Роль мітохондрійного протеїна MRPS18-2 в рості ембріональних пухлин», керівник – О. Кашуба.
4. Катерина Шадуро, КНУ ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини». Кваліфікаційна робота бакалавра<w:t xml:space="preserve">«Вплив генно-інженерних конструктів, кодуючих протеїни MRPS18-2 і RB на виживаність клітин WERI під час тгц-опромінення», кервник – Л. Ковалевська.
2024
1. Дмитро Савін, Київський національний університет ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини». Курсова робота, 1-ій курс магістратури «Вплив оверекспресії протеїна MRPS18-2 на швидкість проліферації, клоноутворення і направлену диференціацію in vitro лінії клітин ретинобластоми WERI-RB-27», керівник – О. Кашуба.
2. Єлізавета Кулагіна, Київський національний університет ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини».<w:t>Курсова робота, 1-ій курс магістратури<w:t>«Вплив овер-експресії протеїна MRPS18-2 на швидкість проліферації, клоноутворення і направлену диференціацію in vitro лінії клітин меланоми А375», керівник – Л. Ковалевська.
3. Сергій Мосницький, Київський національний університет ім. Т. Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини».<w:t>Курсова робота, 3-ій курс бакалавріату «Вивчення патерну експресії генів KLF4 і KLF6 у ембріональних пухлинах головного мозку», керівник – О. Ковалевська.
4. Ганна Мончаківська, Київський національний університет ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини». Кваліфікаційна робота бакалавра «Вивчення механізмів інактивації сигналінгу TGFB у клітинах ХЛЛ», керівник – Л. Ковалевська.
5. Іван Єременко, Київський національний університет ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини». Курсова робота, 3-ій курс бакалавріату «Вплив оверекспресії протеїна MRPS18-2 на швидкість проліферації і направлену диференціацію in vitro лінії клітин нейробластоми Kelly», керівник – Л. Ковалевська.
6. Анна Сушньова, Київський національний університе ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини». Кваліфікаційна робота бакалавра «Вивчення патерну експресії генів родини MRPS18 у ембріональних пухлинах головного мозку», керівник – О. Кашуба.
2025
1. Єлізавета Кулагіна, Київський національний університе ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини». Кваліфікаційна робота магістра «Функціональні зміни вклітинах меланоми при введенні генно-інженерних конструктів родини MRPS18», керівник – Л. Ковалевська.
2. Владислав Хрещенюк, Київський національний університе ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини». Кваліфікаційна робота магістра «Стабільність мРНК і кінетика їїрозпаду для генів родинии MRPS18 у клітинах раку молочної залози», керівник – О. Кашуба.
3. Анна Сушньова, Київський національний університе ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини». Курсова робота, 1-ий курс магістратури «Вивчення патерну експресії генів родини MRPS18 у ембріональних пухлинах головного мозку», керівник – О. Кашуба.
4. Ганна Мончаківська, Київський національний університе ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини». Курсова робота, 1-ий курс магістратури «Вивчення механізмів сигнальних шляхів цитокинів при ХЛЛ», керівник – Л. Ковалевська.
5. Іван Єременко, Київський національний університе ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини». Кваліфікаційна робота бакалавра «Вплив оверекспресії протеїна MRPS18-2 на біологічні властивості лінії клітин нейробластоми Kelly», керівник – О. Кашуба.
6. Сергій Мосницький, Київський національний університе ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини». Кваліфікаційна робота бакалавра «Особливості експресії генів KLF4 і KLF6 та їх асоціація з MRPS18-2 у пухлинах головного мозку», керівник – Л. Ковалевська.
7. Софія Литвин, Київський національний університет ім. Т.Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини». Курсова робота «Особливості експресіїфакторів транскрипції, специфічних для В-клітин при ХЛЛ», керівник – Л. Ковалевська.
Підвищення кваліфікації (2021-2025)
О. Кашуба та Л. Ковалевська стажувалися у Каролінському Інституті (Karolinska Institutet), Стокгольм, Швеція (по 2 місяці сумарно кожен рік).
А. Сушньова стажувалася у Політехнічному інституті Лозанни (Ecole Polytechnique federale de Lausanne), Лозанна, Швейцарія, в рамках літньої наукової програми (2 місяці, 2025 р.)
Коротка історична справка про відділ (лабораторію)
Після структурної реорганізації ІЕПОР ім. Р.Є. Кавецького НАН України у січні 2020 р. було створено лабораторію молекулярних механізмів трансформації клітини на базі відділу молекулярної та клітинної патобіології, керівником якого була член-корреспондент НАНУ професор Світлана Павлівна Сидоренко.