Сотрудники Института цитологии РАН (ИНЦ РАН, Санкт-Петербург) обнаружили, что активация определённых ионных каналов в мембране клеток рака крови (лейкоза) может значительно снизить их способность к миграции и инвазии. Полученные результаты опубликованы в American Journal of Physiology: Cell Physiology. Они открывают новые перспективы для разработки направленных подходов терапии лейкоза, где целью станут белки, находящиеся на мембране опухолевых клеток.

В онкогематологии в качестве популярных мишеней для воздействия лекарств на опухолевые клетки в основном рассматриваются внутриклеточные регуляторные белки: киназы, транскрипционные факторы, белки-онкосупрессоры. Для взаимодействия с ними потенциальным лекарственным средствам необходимо преодолевать барьер в виде плазматической мембраны клетки, что может уменьшать эффективность предполагаемой онкотерапии. Возникает необходимость поиска доступных для фармакологического воздействия и специфичных для опухоли белков-мишеней на клеточной мембране.

В связи с этим учёные обращают внимание на белки, расположенные на мембране клетки, так называемые мембранные белки. Среди них особый интерес вызывают ионные каналы — структуры, формирующие поры, через которые проходят ионы, такие как натрий (Na⁺), калий (K⁺), хлор (Cl⁻) и кальций (Ca²⁺). Эти белки играют важную роль в регулировании физиологических процессов, в том числе в функционировании гемопоэтических клеток — стволовых клеток, которые являются предшественниками всех других клеток крови, таких как эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Изменение в их работе влияет на развитие заболеваний, включая рак крови. Следовательно, ионные каналы могут рассматриваться в качестве потенциальной новой мишени для воздействия на клетки лейкоза.

Исследователи ИНЦ РАН сфокусировались на одном из типов мембранных белков — эпителиальных натриевых каналах (ENaC), ответственных за транспорт Na+ и регуляцию водно-солевого баланса в организме. Этот канал также может участвовать в управлении процессами пролиферации, апоптоза (регулируемое организмом саморазрушения клеток), миграции и инвазии раковых клеток. Учитывая эти свойства, учёные решили выяснить, возможно ли регулировать активность ENaC с помощью сериновых протеаз — ферментов, расщепляющих белки.

«Оказалось, что внеклеточные сериновые протеазы снижают подвижность клеток лейкоза человека, регулируя количество ионов натрия (транспорт натрия) в клетке, входящих в опухолевые клетки через натрий-селективные ионные каналы ENaC», — рассказала аспирант ИНЦ РАН Дарья Лысикова.

Исследователи изучали действие двух протеаз: α-химотрипсина и плазмина. Плазмин, например, в организме человека присутствует в плазме крови и, в первую очередь, участвует в процессах тромболизиса. α-химотрипсин является протеолитическим ферментом поджелудочной железы позвоночных.

С помощью метода локальной фиксации потенциала (патч-кламп) было обнаружено, что различные сериновые протеазы активируют каналы ENaC в клетках лейкоза. Далее используя анализ клеточной миграции in vitro (вне организма человека), учёные ИНЦ РАН впервые показали, что α-химотрипсин и плазмин значительно снижают скорость миграции и инвазии различных клеточных линий лейкоза человека. Однако это происходит только в тех клетках, где работают каналы ENaC. Данные результаты подтверждены также в экспериментах с избирательным подавлением экспрессии данного ионного канала в клеточной линии лейкоза человека.

«В перспективе благодаря своему расположению на плазматической мембране каналы ENaC можно рассматривать как потенциальные мишени для развития направленных подходов терапии лейкозов, а наши результаты о процессах, контролирующих их активность и поведение опухолевых клеток, послужат фундаментальной основой для разработки потенциальных лекарств и их рационального использования в медицине», — отметила старший научный сотрудник группы ионных механизмов клеточной сигнализации ИНЦ РАН Анастасия Сударикова.

В исследовании также приняли участие сотрудники Городской клинической больницы № 31 (Санкт-Петербург) и Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова (Москва). Работа поддержана грантом РНФ.

Источник: пресс-служба ИНЦ РАН.