Новый ключ к лечению рака может скрываться в микроскопической молекулярной машине
Ученые из Университета штата Флорида обнаружили, что глубоко внутри сложного механизма человеческой клетки может находиться ключ к лечению ряда смертельных видов рака.
Исследователи выявили критически важный недостающий этап в сборке протеасом — крошечных структур в клетке, которые утилизируют белковые "отходы". Целенаправленное воздействие на этот этап может стать эффективным методом лечения рака.
Как работают протеасомы
Протеасомы действуют как "центр переработки" белков в клетке: они собирают ненужные, поврежденные или дефектные белки и разлагают их на аминокислоты для производства новых белков. Сборка протеасомы из более чем 60 белковых субъединиц требует помощи специальных белков-помощников — шаперонов сборки. Они действуют как "рабочие на заводе", собирая протеасому, а затем должны освободить готовую структуру.
Разгадка механизма освобождения
До этого исследования механизмы, запускающие высвобождение шаперона после сборки протеасомы, оставались загадкой. Команда обнаружила, что ответ кроется в молекулярной "конторсии". Когда протеасома почти собрана, она временно меняет форму, освобождая место для шаперона, пока добавляются последние "строительные блоки". После завершения сборки протеасома резко возвращается в исходную форму, вытесняя шаперон и в конечном итоге полностью "выталкивая" его.
Связь с раковыми клетками
Раковые клетки, как и здоровые, зависят от протеасом для удаления токсичных белков. Поскольку раковые клетки производят большое количество поврежденных белков, они компенсируют это, сверхэкспрессируя шапероны сборки протеасом, чтобы строить больше "утилизаторов". Эти протеасомы не дают раковым клеткам самоуничтожиться и позволяют им эффективно размножаться.
Изученный шаперон gankyrin является онкогеном — его уровень повышен в некоторых опухолях, и он способствует росту рака.
Терапевтическая перспектива
Ученые предполагают, что если найти способ помешать "отскакиванию" шаперона gankyrin от собираемой протеасомы, это может дать двойной эффект:
- Захватить gankyrin и предотвратить его провоспалительные функции.
- Заблокировать завершение сборки протеасом, сделав раковые клетки уязвимыми к токсичным белкам, которые они и так производят в избытке.
Поскольку gankyrin важен для нескольких типов рака (печени, толстой кишки, шейки матки), этот подход может иметь широкое применение.
Следующие шаги
Следующий этап — подтвердить, что "захват" gankyrin токсичен для раковых клеток, но безвреден для здоровых. Если это так, можно будет приступить к разработке кандидатов в лекарства для доклинических испытаний.