1. Real-time single-cell adaptive nanopore multi-omics w śledzeniu ucieczki z senescencji w dziecięcym glejaku pnia mózgu
Luka: Terapia wywołuje senescencję komórek DMG, z której część komórek „ucieka”, napędzając nawrót. Badania jednokomórkowe prowadzone są jednak ex post, a nie w trybie bliskim real-time. (pmc.ncbi.nlm.nih.gov, mdpi.com)
Hipoteza: Transkryptom, metylom i wzór dostępności chromatyny komórek wychodzących z senescencji można wykryć <72 h po leczeniu, wykorzystując adaptacyjne sekwencjonowanie nanopore (dynamiczne wzbogacanie czytów on-the-fly).
Cele szczegółowe:
- Opracowanie protokołu jednoczesnego scRNA-seq, scATAC-seq i scDNA-methyl z użyciem jednej nanopore flow-cell (tryb „flip-flop” adaptacji).
- Identyfikacja sygnatur ucieczki z senescencji w próbkach in vitro i biopsjach płynnych (cfDNA + CTC) pacjentów DMG.
- Walidacja markerów senescencji->proliferacja na modelach PDX ex vivo; ocena możliwości wczesnego przełączenia terapii.
Innowacja: Połączenie adaptacyjnego wzbogacania w czasie rzeczywistym z jednoczesną detekcją transkryptomu i epigenomu w pojedynczych komórkach – nieopublikowane dla DMG.
Wpływ kliniczny: Umożliwienie dynamicznego, nieinwazyjnego monitorowania „zbiegłych” klonów i szybszej eskalacji leczenia.
2. Bakteriofagowy wektor CRISPR-Cas13d do selektywnego wyciszania Fusobacterium nucleatum w mikrośrodowisku raka jelita grubego MSS
Luka: Obecność F. nucleatum w guzach MSS koreluje z immunosupresją i opornością na ICI; dotychczas brak narzędzi do celowanego wyłączenia ekspresji genów bakteryjnych in situ. (pmc.ncbi.nlm.nih.gov, sciencedirect.com, pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
Hipoteza: Fag M13 zmodyfikowany do przenoszenia Cas13d i sgRNA przeciw transkryptom fadA/fap2 obniży immunosupresję, zwiększając odsetek odpowiedzi na terapię anty-PD-1 w modelu MSS-CRC.
Cele:
- Inżynieria i charakterystyka faga-Cas13d (stabilność, specyficzność wyciszania RNA).
- Ocena zmian immunofenotypu TME (CyTOF + spatial transcriptomics) po podaniu faga w organoidach i myszach.
- Badanie synergii z anti-PD-1 ± chemoterapią; pomiar przeżycia i obciążenia bakterią.
Nowość: Wykorzystanie Cas13d (target RNA, nie DNA) dostarczanego przez faga bez integracji – brak opisów dla mikrobiomu guza.
Potencjał translacyjny: Pierwsza „precyzyjna onkofagoterapia”, która może przejść do fazy I/II jako poprawka do immunoterapii CRC.
3. Egzosomalne lncRNA pochodzenia śródbłonka limfatycznego w przygotowaniu neuro-naczyniowej niszy przedprzerzutowej dla czerniaka
Luka: Badania koncentrują się na egzosomach komórek guza; rola lncRNA z komórek śródbłonka limfatycznego (LEC) w przebudowie BBB przed przerzutem do mózgu jest niezbadana. (pmc.ncbi.nlm.nih.gov, pmc.ncbi.nlm.nih.gov, sciencedirect.com)
Hipoteza: Specyficzne lncRNA (np. LINC01234-LEC-exo) modulują fenotyp astrocytów i perycytów, czyniąc BBB bardziej przepuszczalną dla komórek czerniaka.
Cele:
- Profilowanie lncRNA w egzosomach LEC eksponowanych na czynniki czerniaka (cytokiny, Wnt).
- Trackowanie in vivo (AAV9-Cre-reporter) transportu egzosomów LEC->mózg.
- Funkcjonalna walidacja lncRNA (CRISPR-i) w modelach przerzutów oraz inhibitorów szlaku (ASO) jako profilaktyki przerzutowej.
Innowacja: Skupienie się na „stromal-derived exosomal lncRNA” – dotąd nieopisane w kontekście brain-metastasis-niche.
Wpływ: Możliwe nowe biomarkery krążące z układu limfatycznego i cele terapeutyczne zapobiegające przerzutom OUN.
4. In vivo nanosensor FRET oparty na kropkach kwantowych do obrazowania strumienia NADPH jako wczesnego predyktora odpowiedzi na ICI w raku żołądka MSS
Luka: Brak nieinwazyjnych, metabolicznych wczesnych markerów odpowiedzi immunoterapeutycznej; poziomy NADPH odzwierciedlają rewiring metaboliczny TME, ale nie ma sensorów zdolnych do wizualizacji in vivo. (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov, frontiersin.org)
Hipoteza: Spadek strumienia NADPH w komórkach nowotworowych w pierwszych 7 dniach terapii anty-PD-1/PD-L1 koreluje z trwałą odpowiedzią. Nanosensor QD-FRET (donor CdSe/ZnS QD – akceptor NR dyes) zmodyfikowany His-tag-enzymem G6PD umożliwi pomiar live.
Cele:
- Konstrukcja i kalibracja nanosensora NADPH (Kd < 0,5 µM).
- Mikroskopowa i makroskopowa tomografia fluorescencyjna strumienia NADPH w organoidach i PDX żołądka.
- Korelacja dynamiki NADPH z odpowiedzią ICI u myszy ludzkich (HLA-A2 transgenic).
Nowość: Pierwszy wskaźnik metaboliczny harmonizujący immunometabolizm i fotonowe obrazowanie kliniczne (potencjalnie przekładalny na endoskopię fluorescencyjną).
Potencjał: Selekcja pacjentów MSS-GC do wczesnej zmiany schematu leczenia, redukcja „immune-related adverse events”.
5. Hipoksjo-aktywowane nanoreaktory z syntetycznym metyl-cytochromem P450 do indukcji ferroptozy w przewodowym raku trzustki
Luka: PDAC jest skrajnie hipoksyjny i oporny; klasyczne induktory ferroptozy wymagają tlenu lub są nieselektywne. (nature.com, mdpi.com, sciencedirect.com)
Hipoteza: Nanoreaktor z Fe3+/lipid-peroksydazą metyl-CYP-450, aktywowany niskim pO₂ (<2 mmHg), katalizuje generację ROS i Fe2+, wywołując ferroptozę tylko w hipoksji PDAC.
Cele:
- Synteza MOF-liposomów z encapsulowanym metyl-CYP-450 i kwasem linolowym; walidacja selektywnego uwalniania Fe2+/ROS w warunkach hipoksji.
- Badanie biodystrybucji i bezpieczeństwa (PET-MRI z Fe-64) oraz synergii z gemcytabiną.
- Charakterystyka odpowiedzi immunologicznej (uwalnianie DAMPs, infiltracja CD8+) jako „immunogenic-ferroptosis”.
Innowacja: Połączenie de novo zaprojektowanego P450 (pKa-shift ≈ 6,5) z mechanizmem uwalniania specyficznym dla hipoksji – brak precedensu dla PDAC.
Wpływ: Otwarcie drogi do terapii „hipoxia-guided ferroptosis” tam, gdzie radioterapia/chemioterapia są ograniczone niedotlenieniem.
(Meta-)Uwagi końcowe
- Wszystkie projekty są interdyscyplinarne (genomika, bioinżynieria, nanotechnologia, immunologia).
- Każdy zawiera jasną hipotezę, cele i ścieżkę translacji.
- Sekcje oznaczone jako Innowacja obejmują elementy spekulatywne – wymagają walidacji, ale właśnie dlatego nadają się na ambitny doktorat.
- Zalecam natychmiastowe wyszukiwanie w bazach Scopus, Dimensions, bioRxiv i ClinicalTrials.gov, aby ostatecznie potwierdzić brak wcześniejszej publikacji lub rejestracji.