Новый метод оценки фермента, связанного с гибелью раковых клеток

Новое исследование может проложить путь к созданию противораковых препаратов, нацеленных на фермент, который подавляет ферроптоз — особый тип гибели клеток. Известно, что раковые клетки, устойчивые к обычным противоопухолевым препаратам, уязвимы к ферроптозу. Поэтому агенты, эффективно вызывающие или повышающие чувствительность раковых клеток к ферроптозу, рассматриваются как потенциальные новые противораковые средства.

Исследование, представленное в статье, опубликованной в Cell Reports Methods 25 февраля, предлагает простой способ оценки ферментов, ключевых для этого процесса.

«Ферроптоз, форма гибели клеток, примечателен своей связью с повышенной чувствительностью раковых клеток, устойчивых к обычным методам лечения. Это подчеркивает насущную потребность в инновационных терапиях, нацеленных на ферроптоз», — заявил Джунья Ито, профессор Лаборатории анализа пищевых функций Университета Тохоку.

В сотрудничестве с исследовательскими группами Университета Тохоку и Центра Гельмгольца в Мюнхене был разработан прорывной метод оценки ферментативной активности глутатионпероксидазы 4 (GPX4) — ключевого регулятора ферроптоза.

Ферроптоз происходит через чрезмерное перекисное окисление липидов, что разрушает клетки. Фермент GPX4 может остановить этот процесс, позволяя клеткам избежать ферроптоза и гибели. Однако мониторинг активности GPX4 сложен по нескольким причинам, включая то, что присутствие других ферментов и белков может приводить к завышению или занижению вклада GPX4 в стандартных анализах.

Кроме того, GPX4 является селенопротеином, содержащим селеноцистеин в своем активном центре. Это свойство затрудняет создание рекомбинантных белков в бактериях, как это делается в обычных ферментных анализах.

Чтобы преодолеть эти трудности, исследователи разработали специфичный анализ для GPX4, который использует фермент, выделенный из клеток млекопитающих, и очищенный липидный гидропероксид. Этот прямой подход не только точно измеряет активность GPX4, но и выходит за рамки первоначально предложенного применения.

«В то время как традиционные методы с трудом точно измеряли активность GPX4, этот новый подход позволяет провести точную оценку путем прямого выделения фермента из клеточных источников. Более того, этот метод расширяет свою полезность за пределы GPX4, предлагая способ оценить активность других ферментов, участвующих в регуляции ферроптоза», — сказал Ито.

Разработанный анализ активности GPX4 имеет много преимуществ: он использует стандартное оборудование, прост и удобен в разработке, универсален (может измерять и другую ферментативную активность) и масштабируем.

Помимо оценки экспрессии GPX4, метод может идентифицировать и другие ферменты, играющие роль в ферроптозе. Например, он может точно оценить эффект ингибиторов GPX4, таких как RSL3, который индуцирует ферроптоз, блокируя функцию GPX4. Он также применим для FSP1 — фермента, который также подавляет ферроптоз. Используя этот метод, исследователи впервые идентифицировали соединение, обладающее ингибирующим эффектом на FSP1.

В перспективе исследователи оптимистично оценивают значение этого метода для будущего противораковых препаратов. «Благодаря своей широкой применимости этот инновационный метод обещает революционизировать разработку и оценку новых противораковых терапевтических средств, нацеленных на ферроптоз», — заключил Ито.