Спи спокойно, онкоклетка: найден способ останавливать развитие опухолей

Ученые из Университета Майами нашли способ остановить развитие любых раковых клеток с помощью молекул, вызывающих формирование белковых скоплений, характерных для болезни Альцгеймера. Как биологи собираются «усыплять» клетки и мешать «проснуться» уже неактивным — объясняет Indicator.Ru.

«Мы протестировали ткани человеческой первичной опухоли молочной железы и простаты, — рассказали авторы исследования порталу Indicator.Ru. — В культуре клетки всех видов рака могут формироваться амилоидные тельца». Результаты опубликованы в Developmental Cell.

«Белковые канаты»

Амилоидные тельца — это скопления молекул белков, свернутых и уложенных особым образом. В них структурные элементы белка — большие плоские β-листы — уложены друг на друга, как секции в советском радиаторе. Установлено, что как минимум 18 белков и пептидов могут склеиваться подобным образом. Некоторым бактериям амилоиды полезны, так как из них формируются фимбрии — выросты, которые помогают микроорганизму прикрепляться к различным поверхностям и другим клеткам.

У человека же такие образования обычно представлены в форме фибрилл (длинных «белковых канатов») и означают, что белок перестал выполнять свою нормальную функцию в организме. Такие амилоиды мешают нормальной работе ткани, а затем и органа, в котором они сформировались, а также могут вызывать нейродегенеративные заболевания (например, синдром Альцгеймера). Некоторые амилоиды являются прионами, так называемыми инфекционными белками, которые могут заставлять другие белки сворачиваться так же неправильно, как и они сами, но некоторые, наоборот, могут использоваться клеткой как «склад» белков или гормонов, которые она синтезирует.

«Обычно амилоидная форма организации белков ассоциируется с неврологическими заболеваниями и редко исследуется в нормальной физиологии, — сообщает в пресс-релизе на сайте Университета Майами Стивен Ли, глава Биологической программы по изучению опухолей в Сильвестре, профессор биохимии и молекулярной биологии Медицинской школы Миллера и ведущий автор работы. — Мы обнаружили, что большое количество белков хранится в виде амилоидных телец в «спящих» раковых клетках. Запуск шаперонов теплового шока может разобрать амилоидные тельца на составляющие и превратить эти «спящие» раковые клетки в активные, способные прогрессировать».

«Близорукие» белки и их спасители-шапероны

Роль шаперонов теплового шока — помогать другим белкам правильно сворачиваться, исправлять повреждения их структуры в условиях стресса, в том числе при повышении температуры. Форма, в которую уложена белковая нить, очень важна. Белкам свойственна «близорукость»: чаще всего они «узнают» того, с кем нужно вступить в реакцию, всего по нескольким «звеньям»-аминокислотам или группам атомов, по маленькому кусочку, предъявляемому как пароль. На «близорукости» белков основано и действие токсинов и чужеродных веществ, которые могут быть перепутаны с нормальными белками, соединиться с тем, кто должен их узнавать, и блокировать какой-нибудь важный процесс внутри клетки (об этом можно прочесть в другой статье Indicator.ru). Если не те группы выглядывают наружу, белок не может связываться с другими молекулами: те попросту «не поймут», кто находится перед ними, значит, в реакцию не вступят, из-за чего одна из цепочек химических превращений, позволяющих клетке функционировать, может рухнуть, как ряд костяшек домино при падении одной из них. Здесь на помощь и приходят шапероны, которые снова придают белкам надлежащий вид.

Ученые считают, что если не давать шаперонам разбирать «неправильные» белковые скопления в раковой клетке, она будет «спать» и дальше. Более того, если в клетке появляются амилоиды, она становится менее активной и «засыпает», что можно сравнить с влиянием на клетки мозга болезни Альцгеймера.

Раковые клетки предлагают «заразить Альцгеймером»

Кроме того, команда исследователей выяснила, что некодирующие рибосомные РНК (из которых строятся рибосомы — «машинки для сборки белковых молекул») регулируют процесс формирования амилоидных телец. Это означает, что воздействие на некодирующие РНК может стать способом заставить клетки опухоли «заснуть» — перестать развиваться и метастазировать (распространяться по организму).

Удалось определить, какой пептид (короткая цепочка белковых «звеньев»-аминокислот) может быть ответственным за формирование амилоидных телец. Им оказался β-амилоидный пептид, до этого признанный одним из виновников болезни Альцгеймера, который взаимодействует с некодирующими рибосомными РНК и мешают им контролировать правильную укладку белковых молекул при их сборке из аминокислот.

Хотя не все амилоидные тельца можно разобрать обратно, в случае с β-амилоидными пептидами это не так: с ними справляются шапероны Hsp70 и Hsp90 (цифра означает молекулярную массу, а буквенное сокращение расшифровывается как heat shock protein, то есть, в переводе с английского, «белок теплового шока»). Следовательно, если подавить действие этих шаперонов в раковых клетках, удастся сохранить их в «спящем» состоянии.

Ученые надеются, что их разработки послужат основой для создания лекарств от онкологических заболеваний, влияющих на образование амилоидов. «Следуя этому методу, нам не нужно будет обязательно разрушать раковые клетки, мы сможем сохранять их неактивными — «выключенными», если вам так больше нравится — и не позволять им становиться активными снова, — поясняет Стивен Ли. — Я настроен оптимистически по поводу того, что это может стать новым способом борьбы с раком. Тем более что лекарства, нацеленные на рибосомные РНК и шапероны теплового шока, уже разрабатываются, а некоторые даже существуют на рынке».