Российские ученые совместно с зарубежными специалистами выявили природный механизм, способный подавлять энергетический обмен в клетках рака толстой кишки. По их мнению, фермент каспаза-2 выполняет роль «регулятора», замедляющего дыхание опухолевых клеток и лишающего их энергии, необходимой для роста.
Исследование, реализованное при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ), опубликовано в издании Cell Communication and Signaling. Каспаза-2 давно известна как фермент, участвующий в процессах смерти клеток.
Новое совместное исследование специалистов Института молекулярной биологии им. Энгельгардта РАН, Московского государственного университета им. Ломоносова, Каролинского института в Швеции и Университета Танта в Египте выявило ранее неизвестную функцию этого белка — контроль митохондриального дыхания. Ученые обнаружили, что в раковых клетках без каспазы-2 митохондрии работают более интенсивно, потребляя на 20–40% больше кислорода.
Причиной этого является сверхактивность ключевого фермента дыхательной цепи — сукцинатдегидрогеназы — в отсутствие каспазы-2. Это приводит к избыточному образованию реактивных форм кислорода.
В то время как в здоровых клетках эти молекулы вызывают повреждения, в раковых они, наоборот, стимулируют развитие опухоли. Следовательно, дефицит каспазы-2 усиливает агрессивность рака.
«Мы подтвердили существование данного механизма на уникальной линии мышей, созданной нами и не имеющей каспазы-2. Интересно, что эффект наблюдается только у самок и зависит от пола животных», — отметила младший научный сотрудник Института молекулярной биологии им. Энгельгардта РАН Мария Япрынцева. Руководитель лаборатории исследований механизмов апоптоза факультета фундаментальной медицины МГУ им. Ломоносова профессор Борис Животовский подчеркнул, что модель выбрана не случайно. «Колоректальный рак занимает второе место среди причин смертности от онкологических заболеваний в мире. Кроме того, для первичного подтверждения концепции эта модель является универсальной», — пояснил он.
Однако ученые пока осторожны в выводах о применимости результатов для других видов рака. «Сейчас преждевременно делать выводы о значимости наших данных для других типов опухолей. Необходимо провести дополнительные исследования», — добавил Животовский.
По словам участников, полученные сведения о роли каспазы-2 лягут в основу создания новых терапевтических методов. «В перспективе планируем использовать данный механизм при разработке инновационных противораковых препаратов, которые будут усиливать или имитировать функцию каспазы-2, лишая опухоль ресурсов, необходимых для роста и размножения», — резюмировала аспирантка факультета фундаментальной медицины МГУ им. М. Ломоносова Айгун Мамедова.