Обнаружено новое семейство белков, регулирующих реакцию на гипоксию

Учёные из Института рака Бартса (Лондонский университет королевы Марии) и Ноттингемского университета открыли новое семейство белков, регулирующих «гипоксический ответ» организма на низкий уровень кислорода.

Открытие, опубликованное в международном журнале Nature Cell Biology, — значительный шаг к пониманию сложных процессов гипоксического ответа. Его нарушение может вызывать и влиять на развитие многих серьёзных заболеваний, включая рак.

Исследователи обнаружили ранее неизвестный уровень регуляции гипоксии на молекулярном уровне в человеческих клетках. Это может стать новой мишенью для разработки терапевтических препаратов. Работа финансировалась Советом по исследованиям в области биотехнологии и биологических наук (BBSRC).

Каждая клетка нашего тела способна распознавать и реагировать на изменения доступности кислорода. Классический пример — подъём на большую высоту, где в воздухе меньше кислорода. Клетки распознают снижение кислорода через кровоток и с помощью «гипоксического ответа» производят белок EPO, который стимулирует организм производить больше эритроцитов для поглощения кислорода.

Эта реакция необходима для нормальной физиологии, но её нарушение в клетках может привести к развитию и распространению таких болезней, как рак. В раковых клетках гипоксический ответ нарушен: по мере размножения они «захватывают» этот механизм, чтобы создать собственную систему кровоснабжения. Это позволяет клеткам формировать крупные опухоли. Новое кровоснабжение также помогает раковым клеткам распространяться в другие части тела (метастазирование), что в конечном итоге приводит к гибели пациентов.

Учёные идентифицировали новое семейство регуляторных белков гипоксии — «LIM domain containing proteins». Они функционируют как молекулярные каркасы или «адаптеры», связывая два ключевых фермента пути гипоксического ответа: PHD2 и VHL. Оба эти фермента участвуют в подавлении главного регуляторного белка — гипоксия-индуцируемых факторов (HIF1). Исследование показало, что потеря белка LIMD1 разрушает мост между PHD2 и VHL. Это позволяет главному регулятору HIF1 выйти из-под контроля и способствовать формированию рака.

Молекулярный онколог доктор Тайсон Шарп отметил: «Результаты этого исследования представляют собой значительный прогресс в понимании того, как именно работает гипоксический ответ. Это поможет исследователям разрабатывать более эффективные препараты для борьбы с раком и другими заболеваниями, вызванными низким уровнем кислорода в организме, такими как анемия, инфаркт миокарда, инсульт и заболевания периферических артерий».