Российские исследователи совместно с зарубежными коллегами выявили природный механизм, способный тормозить энергетический обмен в клетках рака толстой кишки. По их данным, фермент каспаза?2 выполняет роль «тормоза» внутриклеточного дыхания, лишая опухолевые клетки энергии, необходимой для роста. Итоги работы, поддержанной грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Cell Communication and Signaling.
Каспаза?2 давно известна как один из ферментов, вовлечённых в процессы клеточной гибели. Новое совместное исследование специалистов Института молекулярной биологии им. Энгельгардта РАН, МГУ им. Ломоносова, Каролинского института (Швеция) и Университета Танта (Египет) показало, что у этого белка есть и ещё одна, ранее не описанная функция — регуляция клеточного дыхания. В клетках рака толстой кишки, лишённых каспазы?2, митохондрии работают интенсивнее и потребляют на 20–40% больше кислорода. Это связано с тем, что при отсутствии каспазы?2 ключевой фермент дыхательной цепи — сукцинатдегидрогеназа — становится сверхактивным, что ведёт к увеличению образования реактивных форм кислорода. Если в нормальных клетках такие молекулы вызывают повреждения, то в опухолевых условиях их избыток, как оказалось, стимулирует рост. Следовательно, дефицит каспазы?2 делает опухоль более агрессивной.
«Механизм, обнаруженный в клетках, мы подтвердили на уникальной выведенной нами линии мышей, не имеющих каспазы?2. Примечательно, что описанный эффект зависит от пола животных и проявляется только у самок», — рассказала участница проекта, младший научный сотрудник Института молекулярной биологии им. Энгельгардта РАН Мария Япрынцева. По словам руководителя лаборатории исследования механизмов апоптоза факультета фундаментальной медицины МГУ им. Ломоносова, профессора Бориса Животовского, выбор модели был обоснован: «Колоректальный рак — вторая по значимости причина онкологической смертности в мире. Кроме того, для первичной проверки концепции это универсальная модель».
Учёные подчёркивают осторожность в распространении полученных результатов на другие виды опухолей. «Сейчас мы не можем утверждать о применимости этих наблюдений ко всем типам рака. Потребуются дополнительные тщательные исследования», — добавил Животовский.
Авторы работы отмечают, что новое понимание роли каспазы?2 может лечь в основу разработки терапевтических подходов. «В дальнейшем планируем использовать этот механизм при создании противораковых препаратов, которые будут усиливать или имитировать действие каспазы?2 и лишать опухоль ресурсов для роста и деления», — резюмировала участница проекта, аспирантка факультета фундаментальной медицины МГУ имени М. Ломоносова Айгун Мамедова.