Исследователи из Нью-Йоркского университета обнаружили, накопление высокореактивных молекул приводит к гибели клеток, что подавляет рост опухолей в лёгких. Этот процесс, известный как ферроптоз, развился как способ сигнализировать клеткам о необходимости самоуничтожения в ответ на чрезмерную нагрузку, вызванную различными факторами. Раковые клетки также подвержены этому процессу, однако они выработали механизмы, позволяющие им сопротивляться ферроптозу и продолжать неконтролируемую пролиферацию, несмотря на возникающий при этом стресс.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, результаты исследования продемонстрировали, что экспериментальная терапия подавляет активность белка, известного как «супрессор ферроптоза 1» (FSP1), в злокачественных клетках. Это привело к снижению роста опухоли у мышей с аденокарциномой лёгкого (LUAD) на 80%. Рак лёгкого является ведущей причиной смертей от онкологических заболеваний в мировом масштабе, а LUAD – наиболее часто встречающийся тип рака лёгкого среди людей, не имеющих вредных привычек, и составляет приблизительно 40% всех случаев.
«Первоначальные испытания препарата, способного предотвратить подавление ферроптоза, демонстрируют ключевую роль этого процесса в поддержании жизни раковых клеток и указывают на возможность разработки принципиально нового подхода к лечению», — отметил ведущий автор исследования, доцент кафедры патологии Нью-Йоркского университета Фалес Папагианнакопулос.
Ферроптоз характеризуется гибелью клеток, вызванной избыточным содержанием железа. Оно способствует образованию высокоактивных молекул, формирующихся из кислорода, воды и перекиси водорода. Данные молекулы, известные как активные формы кислорода (АФК), играют роль в нормальных клеточных сигнальных процессах, однако часто становятся причиной окислительного стресса – механизма, связанного с патогенезом заболеваний. В этом случае АФК окисляют, то есть добавляют молекулы кислорода, уязвимым белкам и ДНК, что приводит к их разрушению. Кроме того, АФК повреждают липиды, из которых состоят внешние мембраны клеток, вызывая гибель клеток и повреждение тканей.
В ходе исследования учёные изменили генетический код мышей, исключив ген FSP1 из раковых клеток лёгких. Это привело к повышению числа погибших раковых клеток и заметному уменьшению размеров опухолей. Кроме того, было установлено, что новый высокоэффективный препарат, ингибитор FSP1 под названием icFSP1, способствует улучшению выживаемости мышей с опухолями лёгких, подобно результатам, наблюдаемым у животных, у которых ген FSP1 был удалён генетическим путём.
Вероятно, Fsp1 представляет собой более перспективную цель для разработки новых лекарственных средств, чем другой ингибитор ферроптоза – глутатионпероксидаза 4 (GPX4), которая уже давно находится в поле зрения исследователей. Результаты исследования демонстрируют, что Fsp1 играет более значимую роль в подавлении ферроптоза, особенно в клетках рака легких, тогда как GPX4 выполняет более важную функцию в нормальных клетках. В отличие от GPX4, увеличение концентрации Fsp1 связано с менее благоприятными прогнозами выживаемости у пациентов с немелкоклеточным раком легкого.
«В дальнейшем планируется совершенствовать ингибиторы FSP1 и исследовать возможность применения ферроптоза для терапии других злокачественных новообразований, например рака поджелудочной железы, — отметила Кэтрин Ву, студентка медицинского факультета и ведущий автор работы. — Наша цель – использовать данные, полученные в ходе лабораторных исследований, для создания инновационных подходов к лечению онкологических заболеваний».
[Фото: ru.123rf.com]