Селенопротеины открывают новые стратегии лечения некоторых видов рака у детей

Селенопротеины играют ключевую роль в ряде биологических функций, включая расщепление вредных веществ, поддержку иммунной системы и регуляцию метаболических процессов. Однако в определенных контекстах эти белки могут быть использованы для защиты раковых клеток от гибели. Один из таких белков, глутатионпероксидаза 4 (GPX4), важен для клеточной защиты и выживания раковых клеток.

"Это защитное свойство GPX4 создает серьезную проблему для стандартной терапии рака, поскольку его активность способствует выживанию клеток в состоянии толерантности к лекарствам", — говорит профессор Педро Фридманн Ангели, заведующий кафедрой трансляционной клеточной биологии Вюрцбургского университета (JMU), Германия.

Ингибирование производства GPX4 может стать способом уничтожения раковых клеток, что особенно перспективно для лечения нейробластомы, поражающей в основном детей.

Исследовательская группа под руководством Фридманна Ангели совместно с коллегами из Гейдельбергского института технологий стволовых клеток и экспериментальной медицины сосредоточилась на изучении ингибирования ферментов, способствующих включению селеноцистеина в селенопротеины. Работа опубликована в журнале Molecular Cell.

Новый путь синтеза селенопротеинов

До сих пор был известен только один фермент, ответственный за высвобождение атома селена из селеноцистеина — селеноцистеин-лиаза (SCLY).

"Наше исследование выявило непредвиденный путь, который требует фермента пероксиредоксина 6 (PRDX6) и может поддерживать производство селенопротеинов без SCLY", — объясняет Чжиюй Чен, аспирант в команде Фридманна Ангели и первый автор исследования.

С помощью современных методов, таких как масс-спектрометрия и функциональная геномика на основе CRISPR-Cas9, команда обнаружила, что PRDX6 связывается непосредственно с селеном и действует как транспортёр ("шаттл") для этого микроэлемента, обеспечивая производство новых селенопротеинов.

Терапевтический потенциал

Исследование показало, что ингибирование PRDX6 может нарушить выживаемость раковых клеток, особенно при нейробластоме, что открывает новую потенциальную терапевтическую мишень.

Интересно, что хотя PRDX6 может компенсировать отсутствие SCLY, ему не хватает специфической активности SCLY, необходимой для удаления атома селена из его предшественников.

Группа Фридманна Ангели планирует изучить, какие другие белки взаимодействуют с PRDX6 для поддержания синтеза селенопротеинов. Также в перспективе стоит разработка молекулярных ингибиторов, нацеленных как на SCLY, так и на PRDX6, чтобы более эффективно препятствовать росту раковых клеток.

Исследование проводилось в сотрудничестве с партнерами из Университета Сан-Паулу в Бразилии, Института технологий стволовых клеток и экспериментальной медицины в Гейдельберге и Немецкого центра исследования рака (DKFZ).