Учёные раскрыли внутренние сигналы, которые клетки используют для поддержания энергии

Исследователи из Института медицинских открытий Санфорд-Бёрнем Пребис обнаружили, что ранее недооценённое семейство белков — липидные киназы — играет ключевую роль в поддержании энергетического баланса, необходимого клеткам для роста и выживания. Эти белки производят сигнальные молекулы (мессенджеры), которые помогают сбалансировать клеточный метаболизм. Результаты, опубликованные в Developmental Cell, подтверждают перспективность липидных киназ как мишеней для терапии заболеваний, требующих избытка энергии, например, рака.

Роль PI5P4K в энергетическом балансе раковых клеток

«Раковые клетки голодны — они растут быстрее большинства типов клеток и нуждаются в энергии для поддержки своих агрессивных попыток метастазирования», — говорит Брук Эмерлинг, доктор философии, ведущий автор исследования. Их работа — одна из первых, где изучается, как липидные киназы PI5P4K (связь которых с саркомами и некоторыми типами рака груди уже известна) обеспечивают коммуникацию внутри клетки и поддерживают энергетический баланс.

В отличие от попыток блокировать поступление питательных веществ к опухоли (что часто неэффективно из-за способности рака находить обходные пути), подход команды — найти и атаковать метаболические уязвимости внутри самих клеток, лишив их энергии даже при изобилии питательных веществ.

Механизм действия: связь между органеллами

Используя клеточные линии, методы визуализации и модели опухолей у мышей, команда выяснила, что PI5P4K продуцируют активный мессенджер, который координирует взаимодействие между пероксисомами и митохондриями — двумя органеллами, участвующими в создании и использовании «топлива» для роста клеток. Без этого мессенджера взаимодействие органелл нарушается, митохондрии перегружаются, и клетки гибнут от «голода».

«Митохондрии — это энергетические станции клетки. Это исследование подтверждает, что нацеливание на PI5P4K — перспективная стратегия лечения рака, поскольку лишает опухоли того, без чего они не могут жить: энергии», — отмечает первый автор работы, Арчна Рави.

Перспективы для терапии

Ранее команда Эмерлинг обнаружила важную роль PI5P4K в образовании опухолей. Новое исследование впервые показывает их роль и в поддержании уже существующей опухоли.

В качестве модели использовались саркомы, так как PI5P4K высоко экспрессированы в высокозлокачественных саркомах, и их уровень коррелирует с выживаемостью пациентов. «Около половины случаев сарком можно вылечить, но для другой половины отчаянно нужны более эффективные методы лечения», — говорит Эмерлинг.

Нацеливание на PI5P4K также может быть ценно для других типов опухолей с выраженными метаболическими изменениями, таких как тройной негативный рак молочной железы.

«Наша цель — в ближайшем будущем разработать препараты, ингибирующие PI5P4K, протестировать их на мышах и, в случае успеха, перейти к клиническим испытаниям на людях», — заключает Эмерлинг.