В поисках новых эффективных лекарственных средств от рака учёные все чаще обращают внимание на Мировой океан — неисчерпаемую кладовую уникальных и сложных веществ. Очередное открытие в этой области сделали исследователи из Тихоокеанского института биоорганической химии им. Г.Б. Елякова Дальневосточного отделения РАН.

Они обнаружили, что полисахарид из морской бактерии Cobetia marina способен избирательно запускать процесс самоуничтожения в клетках острого промиелоцитарного лейкоза, одного из видов рака крови. Результаты опубликованы в журнале Carbohydrate Polymers.

Главной задачей современной онкологии является поиск таких методов лечения, которые бы точечно воздействовали на опухолевые клетки, не затрагивая здоровые. Большинство существующих химиотерапевтических препаратов токсичны для всего организма, что вызывает тяжлые побочные эффекты. В этом контексте открытие выглядит особенно перспективным.

В ходе экспериментов выяснилось, что капсульный полисахарид (КПС) морской бактерии подавляет рост клеточной линии HL-60, моделирующей человеческий лейкоз. При этом ключевой результат заключается в его избирательности: вещество практически не оказывало токсического действия на нормальные лимфоциты периферической крови. Это означает, что потенциальный препарат на его основе мог бы быть гораздо безопаснее для пациентов.

Исследователи детально изучили механизм его действия и пришли к выводу, что он двойной. Полисахарид заставляет раковую клетку запустить механизм собственной гибели — апоптоз — одновременно по двум независимым направлениям.

В первом случае КПС стимулирует клетку производить больше белка TNF-α (фактор некроза опухоли-альфа), который является одним из ключевых активаторов «рецепторов смерти» на её поверхности. Это, в свою очередь, включает каскад реакций с участием фермента каспазы-8.

По второму пути полисахарид атакует митохондрии, энергетические станции клетки. Он нарушает их мембранный потенциал, что приводит к выбросу сигнальных молекул и активации другого фермента — каспазы-9. Кроме того, внутри клетки резко повышается уровень активных форм кислорода (АФК), вызывающих окислительный стресс, и нарушается баланса белков семейства Bcl-2, которые регулируют выживаемость клетки.

В конечном счёте оба пути приводят к активации фермента каспазы-3, который запускает процесс разрушения опухолевой клетки.

Оказалось, что функция вещества неразрывно связана с его структурой. Учёные показали, что при химическом удалении сульфатных групп из молекулы полисахарида он утрачивает свою противораковую активность. КПС больше не вызывает ни апоптоза, ни выработки TNF-α, ни окислительного стресса. Это указывает на то, что именно сульфатные группы критически важны для проявления биологического эффекта исследуемого полисахарида.

Открытие, безусловно, является серьёзным шагом вперед, но до создания нового лекарства ещё далеко. Предстоит выяснить, работает ли этот механизм на других типах раковых клеток, и подтвердить эффективность и безопасность вещества в опытах на животных. Тем не менее, работа в очередной раз демонстрирует огромный потенциал морских микроорганизмов как источника уникальных соединений для медицины будущего.

В исследовании принял участие сотрудник Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН.

Источник: ТИБОХ ДВО РАН.