Российские ученые совместно с международными партнерами выявили природный механизм, который способен подавлять энергетический обмен в клетках рака толстой кишки. По их мнению, фермент каспаза-2 выполняет функцию «замедлителя» дыхания опухолевых клеток, лишая их энергии, необходимой для роста.
Исследование, реализованное при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ), было опубликовано в издании Cell Communication and Signaling. Каспаза-2 известна как фермент, участвующий в процессах апоптоза — программируемой клеточной гибели.
Новое исследование, выполненное коллективом ученых из Института молекулярной биологии имени Энгельгардта РАН, Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, Каролинского института (Швеция) и Университета Танта (Египет), выявило дополнительную, ранее неизвестную функцию этого белка — регуляцию клеточного дыхания. Оказалось, что в раковых клетках, лишенных каспазы-2, митохондрии проявляют повышенную активность, потребляя на 20–40% больше кислорода.
Объяснение заключается в том, что при отсутствии данного регулятора фермент дыхательной цепи — сукцинатдегидрогеназа — становится чрезмерно активным, что приводит к увеличенному образованию реактивных форм кислорода.
Если в здоровых клетках такие соединения вызывают повреждения, то в раковых клетках они, наоборот, стимулируют рост опухоли. Таким образом, дефицит каспазы-2 способствует усилению злокачественности опухоли.
«Механизм, обнаруженный в клетках, мы подтвердили в экспериментах на уникальной мышиной линии, созданной нами и лишенной каспазы-2. Интересно, что описанное явление зависит от пола животных и проявляется исключительно у самок», — поделилась участница исследования, младший научный сотрудник Института молекулярной биологии имени Энгельгардта РАН Мария Япрынцева. Руководитель лаборатории исследования механизмов апоптоза факультета фундаментальной медицины МГУ имени М. В. Ломоносова профессор Борис Животовский отметил, что данная модель выбрана не случайно. «Колоректальный рак занимает второе место по смертности от онкологических заболеваний во всем мире.Кроме того, для первичного подтверждения концепции это универсальная модель», — прокомментировал Животовский. Пока ученые с осторожностью оценивают универсальность результатов.
«Оценивать значимость данного открытия для других видов рака на данном этапе преждевременно. Необходимо провести всесторонние проверки», — добавил он.
По словам участников проекта, новые знания о функции каспазы-2 станут отправной точкой для создания новых терапевтических методов. «В последующем мы планируем использовать данный механизм при разработке инновационных противоопухолевых препаратов, способных усиливать или имитировать действие каспазы-2, тем самым лишая опухолевые клетки ресурсов для роста и размножения», — резюмировала аспирантка факультета фундаментальной медицины МГУ имени М. В. Ломоносова Айгун Мамедова.