Российские исследователи совместно с зарубежными коллегами выявили природный механизм, который способен подавлять энергетический обмен в раковых клетках толстой кишки. По их данным, фермент каспаза-2 играет роль «переключателя», замедляя дыхание опухолевых клеток и ограничивая их энергетические ресурсы, необходимые для роста.
Исследование, финансируемое грантом Российского научного фонда (РНФ), было опубликовано в журнале Cell Communication and Signaling. Каспаза-2 давно известна как фермент, участвующий в процессах апоптоза — программируемой клеточной смерти.
Работа, выполненная совместно учеными из Института молекулярной биологии имени Энгельгардта РАН, МГУ имени Ломоносова, Каролинского института (Швеция) и Университета Танта (Египет), продемонстрировала новую функцию этого белка — контроль над клеточным дыханием. В раковых клетках, лишённых каспазы-2, митохондрии проявляют повышенную активность и потребляют кислород на 20-40% больше обычного.
Такое явление связано с тем, что при отсутствии этого регулятора фермент сукцинатдегидрогеназа, играющий ключевую роль в дыхательной цепи, становится чрезмерно активным, что ведёт к увеличению выработки реактивных форм кислорода.
В нормальных клетках эти соединения способны наносить ущерб, тогда как в опухолевых они способствуют усилению роста. Следовательно, дефицит каспазы-2 способствует повышению агрессивности опухоли.
«Механизм, выявленный в клетках, мы подтвердили с помощью разработанной нами уникальной линии мышей, лишённых каспазы-2. Любопытно, что описанный эффект зависит от пола животного и проявляется исключительно у самок», — отметила младший научный сотрудник Института молекулярной биологии имени Энгельгардта РАН Мария Япрынцева. Руководитель лаборатории исследования механизмов апоптоза на факультете фундаментальной медицины МГУ имени Ломоносова, профессор Борис Животовский, подчеркнул, что модель была выбрана целенаправленно. «Колоректальный рак стоит на втором месте в мире по числу смертей от онкологических болезней. Кроме того, для первичной верификации концепции эта модель является универсальной», — пояснил он.
Ученые пока осторожны в оценках масштабов применения открытия. «Мы не можем безоговорочно утверждать, что данный механизм важен для других разновидностей рака. Всё требует тщательной проверки», — добавил Животовский.
Как рассказали участники исследования, новые данные о роли каспазы-2 могут стать фундаментом для создания инновационных методов лечения. «В дальнейшем мы планируем задействовать этот механизм при разработке новых противораковых препаратов, способных усиливать функцию или имитировать активность каспазы-2, лишая опухоль ресурсов для её роста и деления», — подытожила аспирантка факультета фундаментальной медицины МГУ имени М. Ломоносова Айгун Мамедова.