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.

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