Медик РУДН выяснил, как противоопухолевый фермент проникает в раковые клетки
Клеткам, в том числе и раковым, для обмена веществ необходима аминокислота аспарагин. Здоровые клетки производят ее сами, а раковые клетки этого сделать не могут — они зависят от поступления аспарагина извне. Фермент аспарагиназа разрушает аспарагин, поэтому под его действием раковые клетки гибнут из-за отсутствия необходимого аспарагина. Кроме того, у аспарагиназы есть и другие механизмы действия, не связанные с аспарагином. Например, аспарагиназа RrA, которую производит пурпурная бактерия Rhodospirillum rubrum, подавляет активность фермента теломеразы. Она не дает хромосомам укорачиваться при делении клетки и потому ее называют основной причиной «бессмертия» раковых клеток. Это происходит внутри клетки или даже внутри ядра, то есть RrA способна проходить сквозь клеточную мембрану. Как именно — до сих пор было неизвестно. Медик РУДН впервые описал механизм, благодаря которому это происходит.
«Противоопухолевое действие аспарагиназы объясняется ее способностью разлагать аспарагин в кровотоке и в окружении раковых клеток. RrA обладает двойным механизмом действия и играет роль в подавлении активности теломеразы. Целью нашей работы было изучить, по какому механизму RrA проникает в раковые клетки человека», — доктор медицинских наук Вадим Покровский, заведующий кафедрой биохимии РУДН.
В эксперименте медики использовали восемь линий раковых клеток человека, в том числе рака молочной железы. Исследователи «пометили» RrA с помощью флуоресцентных веществ изотиоцианатов и поместили их в подготовленные клеточные культуры. Затем медики наблюдали, как фермент перемещается внутри раковых клеток с помощью флуоресцентной микроскопии и проточной цитометрии.
Оказалось, что проникновение RrA происходит с помощью белка клатрина. А механизм проникновения — рецепторно-опосредованный эндоцитоз. На клеточной мембране образуется «ямка» — выпячивание внутрь клетки. Молекулы RrA соединяются с молекулами клатрина внутри этой ямки. После этого из ямки формируются закрытые пузырьки — везикулы, которые оказываются внутри клетки. Затем стенки везикулы распадаются, и фермент поступает внутрь клетки, а клатрин возвращается на мембрану.
Медики также обнаружили в структуре RrA два мотива — последовательности аминокислот, — с помощью которых фермент действует внутри ядра клетки. Они позволяют RrA попасть в ядро клетки, где она блокирует действие теломеразы, — это не дает раковым клеткам делиться.
«Нам впервые удалось показать внутриклеточную локализацию RrA в клетках опухоли молочной железы человека. Наше исследование продемонстрировало, что разные L-аспарагиназы могут иметь сложные механизмы противоопухолевой активности, включающие регуляцию синтеза РНК. Таким образом, RrA потенциально может использоваться в качестве противоопухолевого фермента с двойным механизмом действия», — доктор медицинских наук Вадим Покровский, заведующий кафедрой биохимии РУДН.
Результаты опубликованы в журнале Pharmaceuticals
Коллектив исследователей Центра смарт-технологий устойчивого развития городской среды АТИ РУДН получил продление гранта Российского научного фонда на
В структуре НИИ молекулярной и клеточной медицины медицинского института РУДН со 2 апреля 2024 года работает научная лаборатория бактериологии. Возглавляет её кандидат медицинских наук Александр Николаевич Сенягин. В составе коллектива также кандидат медицинских наук, доцент, старший научный сотрудник Ирина Викторовна Подопригора, стажёры-исследователи Милана Сергеевна Дас и Юрий Александрович Сорокин. О том, как устроена работа лаборатории, какие задачи решают учёные и какие разработки уже находят применение в медицине, мы поговорили с её заведующим.
В структуре НИИ молекулярной и клеточной медицины РУДН работает лаборатория клеточных технологий и тканевой инженерии. С момента открытия института в 2022 году здесь проводят фундаментальные и прикладные исследования в области клеточной биологии и биомедицины. О том, как устроена работа лаборатории, какие задачи решают учёные и какие разработки уже находят применение в клинической практике, мы поговорили с заведующей лабораторией Ириной Арутюнян.