Российские исследователи совместно с иностранными коллегами выявили природный механизм, способный тормозить энергетические процессы в клетках рака толстой кишки. По их данным, фермент каспаза-2 может выступать в роли «регулятора», который замедляет дыхание опухолевых клеток и уменьшает их энергетические ресурсы для роста.
Научные результаты, полученные в рамках проекта, финансированного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в издании Cell Communication and Signaling. Каспаза-2 давно известна как фермент, вовлечённый в запуск программируемой клеточной гибели.
В новом исследовании, проведённом совместной группой специалистов из Института молекулярной биологии имени Энгельгардта РАН, МГУ имени Ломоносова, Каролинского института (Швеция) и Университета Танта (Египет), выяснили, что у данного белка есть дополнительная функция — регуляция клеточного дыхания. Результаты показали, что в раковых клетках, лишённых каспазы-2, митохондрии функционируют активнее, потребляя на 20–40% больше кислорода.
Это связано с тем, что при отсутствии данного белка ключевой фермент дыхательной цепи — сукцинатдегидрогеназа — становится чрезмерно активным. В свою очередь, это вызывает увеличение концентрации активных форм кислорода.
Если в нормальных клетках такие активные формы кислорода приводят к повреждениям, то в раковых —, как оказалось, способствуют ускоренному росту опухоли. Следовательно, дефицит каспазы-2 способствует повышению агрессивности опухолевых образований.
«Мы подтвердили данный механизм в экспериментах на уникальной линии мышей, не обладающих каспазой-2, выведенной нами специально для этого. Интересно, что эффект зависит от пола животных и наблюдается только у самок», — отметила участница исследования, младший научный сотрудник Института молекулярной биологии имени Энгельгардта РАН Мария Япрынцева. Руководитель лаборатории изучения механизмов апоптоза факультета фундаментальной медицины МГУ имени Ломоносова, профессор Борис Животовский, подчеркнул, что такая модель была выбрана осознанно.
«Колоректальный рак занимает второе место по смертности от онкологических заболеваний в мире. Кроме того, эта модель отлично подходит для первичной верификации концепции», — пояснил Животовский. Однако учёные пока осторожны в утверждениях о широкой применимости полученных данных.
«Пока рано говорить об универсальности этих результатов для других видов рака. Необходимо тщательно все проверить», — добавил он.
Согласно словам участников проекта, полученные сведения о роли каспазы-2 могут стать базой для создания новых методов лечения. «В дальнейшем мы намерены применять этот механизм при разработке инновационных противоопухолевых препаратов, которые смогут усиливать или имитировать функцию каспазы-2, что приведёт к ограничению ресурсов опухоли для её роста и деления», — подытожила одна из участниц, аспирантка факультета фундаментальной медицины МГУ имени М. Ломоносова Айгун Мамедова.