Крупномасштабная карта белковых сетей, стоящих за ростом опухоли в легких
Исследователи из Копенгагенского университета с помощью высокоточного молекулярного анализа определили ключевые белки в сигнальных путях, которые рак использует для распространения в организме. Это может помочь в персонализации лечения и разработке новых лекарств.
Рак легких — основная причина смертей от онкологических заболеваний в мире (2 миллиона новых случаев в прошлом году). После семи лет углубленного анализа сигнальных сетей в легочной ткани ученые впервые в мире составили карту сетей белков, контролирующих пути, используемые раковыми клетками для распространения.
Исследование, опубликованное в Cell, также выявило новые белки, активируемые при мутациях в раковых клетках и способствующие росту опухоли.
«Мы разработали совершенно новые методы для картирования основных сигнальных сетей в легочной ткани и белков, контролирующих распространение рака. Это может оказаться решающим для улучшения существующих методов лечения, к которым у пациентов часто развивается резистентность, и для разработки новых методов, нацеленных на вновь идентифицированные белки», — говорит профессор Йеспер Вельгаард Ольсен.
Картирование коммуникации раковых клеток
В исследовании использовалась масс-спектрометрия для количественного анализа и картирования сигнальной сети белков в легких. Результаты сравнили с данными о мутациях у пациентов из крупных баз данных.
Рост и деление клеток в тканях контролируется специфическим рецептором на внешней мембране клеток — EGF-рецептором. Он передает сигналы внутрь клетки, диктуя, когда ей расти или делиться. При раковых мутациях клетка получает ошибочный сигнал, ведущий к постоянному неконтролируемому росту и делению, что может привести к опухоли.
Картирование критически важно в борьбе с резистентностью
Существующие препараты, ингибиторы тирозинкиназы, призваны блокировать EGF-рецептор и замедлять его активность. Однако раковые клетки могут развивать устойчивость к такому лечению.
В норме клетки постоянно получают сигналы от EGF-рецептора. Но рак обладает способностью развивать новые мутации в этом и других рецепторах, которые позволяют ему обходить лечение. Ученым удалось использовать «карту рака» для идентификации конкретной мутации в EGF-рецепторе, которая посылает клетке постоянный сигнал о неконтролируемом росте.
Исследование также показало, что раковые клетки могут использовать тканевые мутации для рекрутирования других белков, усиливающих их потенциал роста. Карта позволит в будущем увидеть, что происходит при возникновении новых мутаций, и идентифицировать задействованные сигнальные пути и белковые сети.
«Белки действуют как социальные сети, общаясь друг с другом. Раскрывая их коммуникацию, мы можем понять, что именно происходит, когда новая мутация вызывает неконтролируемый рост опухоли. Это картирование позволяет определить, как сигнализация или общение между белками нарушается у пациентов», — говорит доцент Алисия Лундби.
Следующий шаг — картирование всех видов рака
Сигнальные механизмы в клетках легочной ткани похожи на клеточную коммуникацию в остальных тканях тела. Ученые также изучили белковые сети, контролирующие EGF-рецепторы в ткани печени. Следующая цель — идентифицировать сети в остальных тканях организма.
Результаты исследования теперь находятся в открытом доступе и могут оказать большое влияние на онкологов по всему миру, работающих над расшифровкой кода роста опухоли для всех видов рака.