​Группа ученых из Лаборатории исследования механизмов апоптоза факультета фундаментальной медицины МГУ им. М.В. Ломоносова и из Каролинского института опубликовала статью в журнале Cellular And Molecular Life Sciences по результатам исследования воздействия широко применимых противораковых лекарств в комбинации со снижением уровня глутамина на митохондриальную активность и возможный эффект такого сочетанного воздействия на гибель опухолевых клеток.

Воздействие на митохондрии принципиально важно при инициировании апоптоза и может быть успешной стратегией для уничтожения опухолевых клеток. Целью большинства современных противораковых лекарств является ДНК, однако их воздействие на митохондриальную активность остается неясным.

В новой работе исследователи проверили воздействие лекарств, повреждающих ДНК, на митохондриальную активность, способность их стимулировать пермеабилизацию внешней митохондриальной мембраны, которая может привести к апоптозу. Дело в том, что при нарушении работы митохондриальной электрон-транспортной цепи может измениться протонный градиент, что приведет к рассеиванию митохондриального мембранного потенциала. К тому же это может привести к утечке электронов и формированию активных форм кислорода (АФК). Это, в свою очередь, приводит к пермеабилизации внешней мембраны митохондрий, высвобождению цитохрома c и индуцированию апоптоза. Важно и то, что митохондрии ответственны и за утилизацию АФК. Поэтому в эксперименте, описанном в статье, проверяли воздействие противораковых лекарств в комбинации с воздействием на метаболизм глутамина, одним из продуктов которого является антиоксидант глутатион. Целью такой терапии могут быть опухоли, зависимые от глутамина и глутаминолиза, например, нейробластома.

Эксперименты проводились на клетках человеческой нейробластомы, в которых можно было регулировать экспрессию протоонкогена MYCN, принципиально важного для глутаминолиза в клетке. Протестировали лекарственные вещества цисплатин, доксорубицин и этопозид. В ходе эксперимента было выявлено, что лишь этопозид способен обратимо ингибировать комплекс I митохондриальной дыхательной системы (NADH-дегидрогеназный комплекс), что приводит к утечке электронов и формированию супероксидных радикалов. В сочетании с уменьшением концентрации глутамина (предшественника антиоксиданта глутатиона), это приводило к стимуляции апоптоза. Таким образом истощение пула антиоксидантов либо ингибирование путей, ответственных за поддержание их концентрации, в сочетании с таргетированием комплексов дыхательной цепи митохондрий может значительно повысить эффективность противоопухолевой терапии.

Полученные в работе данные позволят значительно продвинуть терапию нейробластомы в будущем.

«В планах лаборатории — дальнейшее исследование возможности воздействия на различные участки дыхательной цепи с целью дестабилизации митохондрий и высвобождения про-апоптотических факторов. Использование таких специфически направленных на митохондрии соединений в комбинации с традиционно применяемыми противоопухолевыми препаратами позволит снизить рабочие концентрации последних и, следовательно, их токсическое влияние на здоровые ткани», — сообщает ведущий автор статьи Владимир Гогвадзе.

Исследование проводилось при поддержке Российского научного фонда.

Источники

Новые свойства этопозида в терапии нейробластомы
Российский научный фонд (рнф.рф), 01/10/2019
Новые свойства этопозида в терапии нейробластомы
Российский научный фонд (rscf.ru), 01/10/2019

Похожие новости

  • 29/12/2017

    Ученые разработали алгоритм для ДНК-оригами

    Международный коллектив российских и американских ученых предложил алгоритм компьютерного моделирования сложенных из ДНК трехмерных конструкций. Такие нанороботы могут использоваться в электронике и медицине, например, для доставки лекарств.
    937
  • 27/04/2019

    Учёные МГУ нашли способ «обхитрить» раковые клетки

    ​Сотрудники Факультета фундаментальной медицины МГУ имени М.В. Ломоносова исследовали способ, позволяющий обойти блокировку программируемой клеточной гибели (ПГК) в раковых клетках и повысить эффективность терапии онкологических заболеваний.
    458
  • 26/11/2018

    Кардиостимулятор будущего: гены гремучих змей заставят сердце биться

    В России приступили к созданию уникального биологического кардиостимулятора, который потребует малоинвазивного вмешательства и будет управляться с помощью света - без опутывающих сердце проводов. В основе подхода - изменение клеток сердца, в которые будут вноситься гены рецепторов, ответственных в организме человека и животных за восприятие тепла.
    1309
  • 20/04/2018

    Ученые обнаружили неожиданные функции белка, ответственного за программируемую гибель клеток

    Продолжая исследовать необычные роли белка каспаза-2, одного из важнейших участников апоптоза (программируемой клеточной гибели), биологи обнаружили еще один белок, с которым он может взаимодействовать.
    768
  • 12/03/2018

    Зачем под черепную коробку вживляют чипы и полимеры?

    ​Мозг - самый сложный и малоизученный орган. Малейшее нарушение в нем способно вывести из строя всего человека, выключить сознание. Можно ли создать "протез" для поврежденного мозга? Современной медицине такая задача пока не под силу, но кое-что сделать в этом направлении ученые уже пытаются.
    621
  • 23/08/2018

    Российские ученые исследуют гены опасного поведения

    ​Новое исследование российских генетиков поможет объяснить и предупредить возникновение агрессивного поведения. Эти сведения нужны для понимания механизмов влияния генов на проявление характера и поступки.
    772
  • 29/01/2019

    Прочный круг: почему болезни старости прогрессируют лавинообразно

    ​В поисках «лекарства от старости» российские ученые раскрыли причины развития возрастных болезней. Биологи рассмотрели статистику летальных исходов от атеросклероза, гипертонии, сахарного диабета двух типов, болезней Альцгеймера и Паркинсона, пошагово изучили ход этих заболеваний.
    577
  • 23/09/2019

    Российские врачи рассказали о том, как выявляют и лечат самый агрессивный рак мозга

    ​Глиобластому  - рак мозга - трудно распознать на ранних стадиях, а когда опухоль становится агрессивной, лечение не всегда эффективно. СМИ со ссылкой на врачей утверждают, что у актрисы Анастасии Заворотнюк глиобластома.
    140
  • 21/08/2018

    Ученые выяснили, что происходит с микрофлорой кишечника при изменении диеты

    Ученые Балтийского федерального университета имени И. Канта приняли участие в масштабном исследовании, установившем, как меняется микрофлора кишечника при краткосрочном изменении диеты. Оказалось, что всего двух недель сбалансированного питания достаточно, чтобы состав микроорганизмов в кишечнике ощутимо изменился.
    883
  • 17/05/2019

    Ученые РФ и США научились менять 3D-геном для подавления генов, вызывающих опухоли

    ​Международная группа ученых нашла способ изменить пространственную организацию генома (3D-геном) для подавления образующих рак генов. Научная работа открывает новые возможности в создании лекарств для лечения онкологических заболеваний посредством изменения работы генов, пресс-служба Российского научного фонда, грантами которого на разных этапах было поддержано исследование.
    710