Исследователи из Института цитологии РАН (Санкт-Петербург) и Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН (Москва) определили роль убиквитин-протеосомной системы (УПС), белкового комплекса, контролирующего около 80% расщепления других белков в живых клетках, в рецидиве рака.

В перспективе воздействие лекарственных соединений на УПС может стать новым терапевтическим подходом для предотвращения образования метастазов и рецидива опухолей. Результаты исследования опубликованы в научном журнале  Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Reviews on Cancer.

Сегодня в науке доминирует представление о том, что  метастазы и рецидив опухолей остаются основными препятствиями для длительного лечения злокачественных новообразований. Рак может поразить любой орган и распространиться по всему организму: его клетки способны покидать место своего возникновения и по кровеносной или лимфатической системе проникать в другие здоровые части организма, вызывая рецидив — новые очаги опухоли (метастазы).

При этом сегодня методов для полного удаления опухоли (в том числе с гарантией исключения рецидивов в будущем) не существует, а «спящие» раковые клетки могут «проснуться» в любой момент. 

В то же время, способы лечения онкологических заболеваний, например, химиотерапия еще и наносят сильный урон здоровью пациента. Поэтому учёные по всему миру исследуют механизмы развития опухолей, возникновения метастазов, а также ведут поиски новых подходов к лечению онкологических заболеваний. 

Одной из наиболее перспективных стратегий для борьбы с рецидивом рака считается выявление молекулярных «мишеней» внутри клетки, которые влияют на способность опухоли противостоять лечению. В их числе —  Убиквитин-протеосомная система, которая контролирует деградацию приблизительно 80% белков в эукариотических (животных, грибов и растений) клетках. Однако пока молекулярные механизмы вовлечения УПС в рецидив рака не установлены.

«Учёные ИНЦ РАН провели обширный анализ данных по данной тематике, которые получены как в наших экспериментах, так и в научных работах других исследовательских групп. Было обнаружено, что компоненты УПС демонстрируют функциональное взаимодействие с основными белками, которые участвуют в возникновении рецидива. Причем в каждой фазе рецидива рака УПС участвует по-разному», — рассказывает младший научный сотрудник Лаборатории защитных механизмов клетки ИНЦ РАН Башар Алхасан.

В подтверждение данного тезиса исследователи показали, что ассоциированные с УПС ферменты при повышении активности способны поддерживать «спящее» состояние раковых клеток, которое повышает их устойчивость к химиотерапии. И наоборот, для «пробуждения» клеток опухоли активность лигаз снижается, зато она повышается у других белков УПС, которые способствуют разрастанию раковой ткани.

Авторы работы предположили, что это ключевое значение УПС в рецидиве опухоли может быть использовано для внедрения нескольких новых терапевтических стратегий против «спящих» клеток, которые сделают их чувствительными к традиционным методам лечения. Например, блокирование лигазы E3 можно использовать для контроля стабильности и активности белков, которые стимулируют образование раковых клеток и сдерживают активность иммунитета.

«Результаты проведённого анализа также предполагают использование инновационных методов как технология химер, нацеленных на протеолиз (PROTAC), в качестве нового терапевтического подхода, связанного с УПС. Эта технология представляют собой многообещающие инструменты для воздействия на не поддающиеся лечению онкогены с помощью малых молекул. В целом, учитывая выявленную решающую роль УПС в регуляции "засыпания" и "пробуждения" раковых клеток, мы полагаем, что методы, нацеленные на компоненты УПС, имеют большой потенциал для подавления метастазов и рецидива. Исследования на эту тему должны проводиться, чтобы ускорить клиническое применение такого многообещающего подхода в ближайшем будущем», — поясняет Башар Алхасан.

Проведённый анализ является частью большой работы учёных Лаборатории защитных механизмов клетки, направленной на выявление молекулярных мишеней, необходимых для выживании «спящих» раковых клеток, для разработки новых терапевтических подходов для борьбы с метазстазами и рецидивом опухолей у пациентов. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 19-74-20161.

Источник: пресс-служба ИНЦ РАН.