Toll-like receptori (TLR) su transmembranski proteini uključeni u pokretanje imunološkog odgovora, a razlikuju se prema ligandima koje vežu i smještaju u stanici. TLR mogu biti izraženi i na stanicama tumora gdje njihova uloga još nije do kraja razjašnjena. Aktivacija TLR3 pokreće se putem dsRNA podrijetlom od virusa ili sintetskim analogom (poly(I:C) ili poly(A:U)). TLR3 ima dvojnu ulogu u tumorima; njegovom aktivacijom pokreće se apoptoza, ali i preživljenje, proliferacija i progresija stanica tumora. U ovom ćemo projektu istraživati ulogu TLR3 u preživljenju i progresiji tumora s posebnim naglaskom na ulogu njegovih endogenih liganada. Ovi ligandi nastaju od nekrotičnih stanica tumora te mogu potaknuti progresiju raka. Istraživanja ćemo provoditi na nekoliko modela: a) reporterskoj liniji stanica za istraživanje TLR3 (HEK-Blue) gdje ćemo ispitivati hipotezu postojanja endogenih liganada za TLR3 dobivenih in vitro i in vivo iz nekrotičnog tkiva i stanica tumora, b) linijama stanica tumora glave i vrata stabilno transfeciranim sa shRNA za TLR3 u kojima ćemo provjeravati jesu li rezultati ovisni o TLR3 i c) uzorcima tkiva izoliranih iz oboljelih od tumora glave i vrata koje ćemo ili obilježavati protutijelima na TLR3, CD133, aldehid-dehidrogenazu (ALDH) i endogene ligande ili ćemo u njima analizirati izražaj gena važnih za tumorigenezu. In vitro ćemo endogene ligande dobiti izazivanjem stresa u stanicama dokidanjem seruma, zračenjem, hipoksijom i oksidacijskim stresom, a in vivo, aspiracijom iz tkiva tumora miša ili oboljelih od tumora glave i vrata. Drugi pristup uključivat će istraživanje uloge TLR3 i njegovih endogenih liganada u razvoju i samo-obnavljanju matičnih stanica tumora (CSC). U CSC odredit ćemo ulogu TLR3 u stvaranju tumorosfera, induciranju gena uključenih u očuvanje svojstava matičnih stanica („stemness“), aktivnosti ALDH i otpuštanju endogenih liganada u mikrookoliš. Proteomskim ćemo pristupom tražiti nove markere CSC te ih provjeriti i u tkivu tumora. Na kraju, pokušat ćemo razviti novu terapiju usmjerenu na CSC. Ove stanice pokazuju rezistenciju spram klasične terapije te mogu uzrokovati rekurenciju stoga je ciljanje ovih stanica razumna strategija u razvoju novih oblika terapija raka. Naš pristup uključivat će tretman s poly(I:C) i farmakološkim inhibitorima endogenih liganada u kombinaciji s ozračivanjem protonima ili γ-zrakama. Agonisti TLR3 već se istražuju kao potencijalni novi adjuvansi i pokretači apoptoze u liječenju tumora, sami ili u kombinaciji s drugim terapijama. Ovaj projekt fokusirat će se na donošenje novih spoznaja o štetnoj ulozi TLR3 u tumorima te je od iznimne važnosti rasvijetliti je prije uvođenja agonista TLR3 u kliničku praksu sa svrhom liječenja. Nadalje, rezultati proizašli iz naših istraživanja ovim novim pristupom liječenju tumora mogli bi doprinijeti razvoju inovativnih protutumorskih terapija.