Медик РУДН выяснил, как противоопухолевый фермент проникает в раковые клетки

Медик РУДН выяснил, как противоопухолевый фермент проникает в раковые клетки

Медик РУДН впервые показал, как фермент аспарагиназа, полученный из бактерии Rhodospirillum rubrum, проникает в раковые клетки молочной железы. Исследование также подтвердило, что фермент обладает противоопухолевой активностью не только благодаря способности расщеплять аминокислоту аспарагин — он также может подавлять активность теломеразы внутри ядер клеток. Таким образом его можно использовать как препарат с двойным механизмом противоопухолевой активности.

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

Новости
Все новости
Наука
13 октября
Фестиваль науки 2021 — мероприятия подразделений: как это было?

8 октября стартовал Фестиваль науки в РУДН. Мероприятия начались в 13 подразделениях Университета и проходили в смешанном формате: онлайн и оффлайн.

Наука
11 октября
Эколог РУДН выяснил, как снизить выбросы парниковых газов в животноводстве

Эколог РУДН предложил метод оценки влияния животноводческих ферм на изменение климата, а также способ снижения этого влияния. Комплекс мер рассчитан на небольшие фермы и позволяет полностью нивелировать выбросы парниковых газов от сельскохозяйственной деятельности.

Наука
08 октября
Физик РУДН упростил теорию Эйнштейна-Лавлока для черных дыр

При учете квантовых поправок черные дыры описываются теорией Эйнштейна-Лавлока с помощью уравнения, которое содержит бесконечное число слагаемых. Физик РУДН показал что геометрия черной дыры такой теории представима в компактной форме и только небольшое числом слагаемых достаточно для описания наблюдаемых величин. Это поможет исследователям изучать черные дыры в теориях с квантовыми поправками к уравнениям Эйнштейна.