Российские исследователи совместно с зарубежными коллегами обнаружили естественный механизм, который способен снижать энергетический обмен в клетках колоректального рака. По их данным, фермент каспаза-2 выполняет роль «тормоза» для митохондриального дыхания 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 фермент, вовлечённый в процессы клеточной смерти.
Новое исследование, выполненное совместной группой 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 описанная функция — контроль за клеточным дыханием.
Учёные установили, что в опухолевых 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 чрезмерно активным. В результате увеличивается образование реактивных форм кислорода.
Если в нормальных клетках такие соединения вызывают повреждения, то в опухолевых, как показали исследования, они стимулируют рост. Следовательно, дефицит каспазы-2 делает опухоль более агрессивной.
«Мы подтвердили описанный механизм на уникальной линии мышей, выведенной нами и лишённой каспазы-2. Примечательно, что 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 осознанным.
«Колоректальный рак — вторая по значимости причина онкологических смертей в мире. Кроме того, для первоначальной верификации концепции это универсальная модель», — объяснил Животовский. Учёные пока осторожны в оценке применимости открытого механизма к другим видам рака.
«Делать выводы о важности этого наблюдения для других типов опухолей пока преждевременно. Нужно всё тщательно проверять», — добавил он.
Авторы работы отмечают, что новые данные о функции каспазы-2 могут лечь в основу перспективных терапевтических подходов. «В дальнейшем мы планируем использовать этот механизм при создании новых противораковых препаратов, которые будут усиливать или имитировать действие каспазы-2 и тем самым лишать опухоль ресурсов для роста и деления», — резюмировала участница проекта, аспирантка факультета фундаментальной медицины МГУ им. М. Ломоносова Айгун Мамедова.