В России разработали перспективный механизм лечения рака крови
Исследование Института цитологии РАН (ИНЦ РАН, Санкт-Петербург), в котором принимали участие сотрудники Городской клинической больницы № 31 (Санкт-Петербург) и Института биоорганической химии имени академиков Шемякина и Овчинникова (Москва), показало перспективность принципиально новой методики лечения лейкозов. Значительное снижение способности клеток рака крови к миграции и инвазии может быть достигнуто за счет активации определенных ионных каналов в мембранах этих клеток. Мишенью терапии станут белки в составе мембран злокачественных лейкоцитов, а не труднодоступные внутриклеточные структуры. Работа опубликована в American Journal of Physiology: Cell Physiology.
До сих пор онкогематология рассматривала в качестве целей лекарственной терапии внутриклеточные белки-регуляторы — онкосупрессоры, киназы, факторы транскрипции генов. Взаимодействие с ними предполагало преодоление молекулами препарата плазматической клеточной мембраны. Барьер неизбежно снижал эффективность клеточной онкотерапии, увеличивал расход препаратов, создавал риск развития побочных эффектов. На повестке дня остро встал поиск белковых мишеней непосредственно на мембране клетки.
В структуре мембраны ученых особенно заинтересовали ионные каналы. Эти белковые структуры формируют поры, селективно проницаемые для ионов Na+, K+, Cl- и Ca2+. Ионные каналы играют ключевую роль в регулировании обмена веществ в клетках, в том числе в гемопоэтических, которые являются предшественниками всех остальных кровяных телец. Именно на этапе стволовых клеток при неблагоприятных условиях начинается их перерождение в опухолевые.
Исследователи ИНЦ РАН сосредоточились на эпителиальных натриевых каналах (ENaC) — разновидности мембранных белков, ответственных за транспортировку ионов натрия, водно-солевой обмен в тканях, процессы пролиферации (разрастания тканей при их повреждении), апоптоза (планового саморазрушения клеток). Натриевые каналы также играют непосредственную роль в миграции перерожденных лейкоцитов и их инвазии в здоровые ткани костного мозга. Ученые предположили, что активность ENaC можно регулировать с помощью расщепляющих белки внеклеточных сериновых протеаз и решили проверить свою догадку.
В ходе экспериментов с опухолевыми клетками человека было подтверждено, что специфические ферменты уменьшают подвижность клеток рака крови за счет регуляции объема поступающих в клетку ионов Na+.
Было изучено действие двух ферментов-протеаз — α-химотрипсина и плазмина. Плазмин в организме человека отвечает за растворение тромбов и находится в плазме крови, за что и получил свое название. Фермент α-химотрипсина присутствует в организме всех позвоночных животных и генерируется поджелудочной железой как протеолитик (расщепитель белков в пищеварительном тракте).
Метод локальной фиксации потенциала позволил установить, что изучаемые сериновые протеазы таргетно воздействуют на натриевые каналы в раковых клетках. С помощью анализа миграции клеток ученые показали, что миграция клеток резко замедляется. Одновременно было доказано, что на клетки, не имеющие белков ENaC, сериновые протеазы в том же ключе не действуют.
В перспективе благодаря своему расположению на плазматической мембране каналы ENaC можно рассматривать как потенциальные мишени для развития направленных подходов терапии лейкозов, а наши результаты о процессах, контролирующих их активность и поведение опухолевых клеток, послужат фундаментальной основой для разработки потенциальных лекарств и их рационального использования в медицине.Анастасия Судариковастарший научный сотрудник группы ионных механизмов клеточной сигнализации ИНЦ РАН.
О содержащемся в шпинате, манго и кукурузе природном соединении против рака читайте в материале Hi-Tech Mail.
