Российские исследователи совместно с зарубежными коллегами выявили природный механизм, который способен снижать энергетический обмен в клетках рака толстой кишки. По их наблюдениям, фермент каспаза?2 может выступать в роли «тормоза» для дыхательной активности опухолевых клеток, лишая их энергии, необходимой для роста.
Результаты работы, выполненной при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Cell Communication and Signaling. Каспаза?2 давно известна как один из ферментов, участвующих в процессах программируемой клеточной гибели.
Новое исследование, проведённое совместной командой учёных из Института молекулярной биологии им. Энгельгардта РАН, МГУ им. Ломоносова, Каролинского института (Швеция) и Университета Танта (Египет), показало, что у этого белка есть ещё одна, ранее не установленная функция — регуляция клеточного дыхания. Оказалось, что в раковых клетках, лишённых каспазы?2, митохондрии работают интенсивнее и потребляют на 20–40% больше кислорода.
Объяснение в том, что при отсутствии этого регулятора ключевой фермент дыхательной цепи — сукцинатдегидрогеназа — становится избыточно активным. Это приводит к повышенному образованию реактивных форм кислорода.
В то время как в нормально функционирующих клетках такие молекулы вызывают повреждения, в опухолевых, как показали эксперименты, они стимулируют рост. Таким образом дефицит каспазы?2 делает опухоль более агрессивной.
«Мы подтвердили выявленный в клетках механизм на уникальной выведенной нами линии мышей, лишённых каспазы?2. Интересно, что эффект оказался зависим от пола животных и проявлялся только у самок», — сообщила участница проекта, младший научный сотрудник Института молекулярной биологии им. Энгельгардта РАН Мария Япрынцева. По словам руководителя лаборатории исследований механизмов апоптоза факультета фундаментальной медицины МГУ им. Ломоносова, профессора Бориса Животовского, выбор этой модели не случаен.
«Колоректальный рак занимает второе место по значимости как причина смерти от онкологических заболеваний в мире. Кроме того, для первоначального подтверждения концепции это универсальная модель», — пояснил Животовский. Учёные осторожно оценивают распространимость открытия.
«Сейчас мы не можем утверждать о значимости этого наблюдения для других видов рака. Понимаете, необходимо всё тщательно проверить», — добавил он.
По словам участников работы, полученные данные о роли каспазы?2 лягут в основу разработки новых терапевтических стратегий. «В дальнейшем мы планируем применять этот механизм при создании новых противоопухолевых препаратов, усиливающих или имитирующих действие каспазы?2, чтобы лишать опухоль ресурсов для роста и деления», — резюмировала участница проекта, аспирантка факультета фундаментальной медицины МГУ им. М. Ломоносова Айгун Мамедова.