Опухолевые образования характеризуются повышенной потребностью в глюкозе, поскольку она служит источником энергии для их стремительного размножения. В связи с этим, значительное внимание уделяется разработке лекарственных средств, способных подавлять обмен веществ раковых клеток и ограничивать поступление сахара к ним.

Команда специалистов из Университета Техаса в Остине, опубликовала в журнале Nature Chemical Biology статью о том, что они нашли предложила альтернативную стратегию. Вместо того чтобы лишать злокачественные клетки питания, они стимулируют их поглощать еще большее количество глюкозы, чем обычно. Одновременно с этим, медикамент блокирует запасной источник энергии – жировые отложения.

Комбинированное воздействие на оба источника энергии создает для раковых клеток чрезвычайную нагрузку, что приводит к гибели значительной их части. Эффективность данного препарата была подтверждена при лечении агрессивного типа меланомы у лабораторных животных.

«Я представляю себе эту технологию как существо с двумя головами, – делится Сяолу Лим Анг Камбронн, преподаватель молекулярной биологии в Техасском университете и один из авторов научной работы. – Мы побуждаем одну часть клетки функционировать на максимуме своих возможностей, одновременно снижая активность другой. Это весьма эффективный подход».

В результате лабораторных испытаний было установлено, что разработанное соединение демонстрирует положительный эффект против различных онкологических заболеваний, таких как меланома, лейкемия, злокачественные новообразования молочной железы, легких, печени и нейробластома. У животных с меланомой наблюдалось значительное снижение количества раковых клеток при минимальном воздействии на здоровые ткани.

Медикаменты, оказывающие противоопухолевое действие посредством двойного механизма воздействия, не являются абсолютно новой разработкой. Существует целая группа соединений, известных как конъюгаты антитело-препарат (ADC), которые используют антитела для точечного поражения раковых клеток и доставки химиотерапевтического средства непосредственно в очаг опухоли. Тем не менее, у этих препаратов существуют определенные недостатки.

«Синтез антител – сложный процесс, а их значительный размер ограничивает воздействие только белками на поверхности злокачественных образований», — отмечает Кен Хсу, доцент кафедры химии Техасского университета и один из авторов исследования. «Мы рассматриваем новое соединение как полностью синтетический аналог конъюгатов антитело-препарат. Его производство значительно проще осуществить. Кроме того, благодаря меньшим размерам оно способно воздействовать на белки внутри клеток».

Состав препарата включает в себя два компонента. Направляющий агент – молекула под названием XJ-4-85 – взаимодействует с ферментом PFKL, стимулируя гликолиз (процесс расщепления сахаров) в раковых клетках. После связывания с этим ферментом XJ-4-85 высвобождает активное вещество — соединение, которое воздействует на другой фермент, CPT2. Обычно этот фермент помогает клеткам использовать жирные кислоты для получения энергии. Одновременное подавление основных источников питания клеток приводит к остановке роста опухоли.

«Механизм воздействия данного препарата оказался неожиданным открытием, – отмечает Сяодин Цзян, научный сотрудник в лаборатории Сюй и создатель молекулы. – Для понимания принципов ее работы на клеточном уровне потребовались обширные исследования. Нас также поразила степень избирательности при взаимодействии с опухолевыми клетками».

Исследователи утверждают, что помимо этого конкретного препарата, данная работа демонстрирует перспективный и более общий метод создания лекарственных средств из двух компонентов – «электрофил-фармацевтических конъюгатов» или EDC. По словам Камбронна, они могут оказаться полезными не только в лечении онкологических заболеваний, но и при других патологиях.»