Белок сопротивления: ученые определили механизм переносимости клетками противораковых препаратов

Ученые из Университета Метрополитен Токио выявили новый способ, которым клетки защищаются от воздействия аловудина, важного антивирусного и противоракового средства. Они установили, что белок Flap-эндонуклеаза-1 (Fen1) усиливает устойчивость клеток, предотвращая накопление токсичного белка 53BP1. Пересмотренное значение Fen1 открывает перспективы не только для новых методов лечения онкологических заболеваний, но и для оценки эффективности существующих терапевтических подходов.

Аналоги нуклеозидов, завершающие цепь ДНК (CTNA), представляют собой молекулы, структурно близкие к нуклеозидам, основным строительным блокам ДНК. С 1980-х годов они используются в качестве противовирусных и противоопухолевых препаратов благодаря их способности включаться в ДНК в процессе репликации. Поскольку скорость репликации в инфицированных или раковых клетках значительно увеличена, эти клетки поглощают больше препарата, что приводит к подавлению их роста. Однако, механизмы устойчивости здоровых клеток к токсическому воздействию CTNA изучены недостаточно, что ограничивает возможности их эффективного применения. Например, аловудин, фторированный CTNA, рассматривался как средство для борьбы с ВИЧ, но клинические испытания были приостановлены на второй фазе из-за его токсичности.

Группа исследователей под руководством профессора Кодзи Хироты из Университета Метрополитен Токио исследует механизмы, посредством которых здоровые клетки оказывают сопротивление действию CTNA. В предыдущих исследованиях, посвященных аловудину, они обнаружили важную роль белка восприимчивости к раку молочной железы I типа (BRCA1), играющего ключевую роль в восстановлении ДНК. Теперь же они сосредоточились на малоизученной роли лоскутной эндонуклеазы-1 (Fen1), еще одного белка репарации ДНК, отвечающего за удаление коротких одноцепочечных участков ДНК, выступающих из реплицирующегося участка ДНК, известных как фрагменты Оказаки.

В своих экспериментах с генетически модифицированными куриными клетками DT40, широко используемой модельной системой, группа обнаружила, что подавление Fen1 делает клетки чрезвычайно чувствительными к токсичности аловудина, при этом значительно снижается скорость репликации. Удивительно, но они обнаружили, что дополнительная потеря гена, кодирующего совершенно другой белок, приводит к восстановлению устойчивости к аловудину. Этот белок, известный как 53BP1, накапливается в местах разрывов двухцепочечной ДНК. Это предполагает механизм, в котором отсутствие Fen1 первоначально приводит к образованию длинных выступающих фрагментов, или "лоскутов", на реплицирующейся ДНК. При воздействии аловудина 53BP1 накапливается вокруг этих лоскутов, препятствуя другим доступным механизмам их удаления, что фактически останавливает репликацию ДНК.

Ученые также провели эксперименты, расширяющие их предыдущие исследования BRCA1. Ранее они обнаружили, что гомологичная рекомбинация (HR), ключевой путь репарации ДНК с участием BRCA1, играет важную роль в устойчивости к аловудину. Хотя подавление Fen1 или HR приводило к снижению устойчивости, одновременное подавление обоих генов приводило к значительно большему снижению. Это говорит о том, что вновь выявленная роль Fen1 не зависит от ранее установленной роли BRCA1.

Углубленное понимание механизмов устойчивости к CTNA может привести не только к разработке перспективных методов лечения, но и к созданию биомаркеров для выявления раковых клеток, часто имеющих дефицит Fen1, а также к оценке эффективности таких препаратов, как аловудин. Команда планирует продолжить исследования на человеческих клетках и изучить, как такие методы лечения могут быть адаптированы для воздействия на различные типы раковых тканей, например, на солидные опухоли, сообщает Planet Today.

Обратите внимание: «Просто насмешка над отдыхающими!» Туристка из России рассказывает, как их заставили ехать в ужасных вагонах в Сочи