. Молекулярные биологи из МГУ изучили то, как цисплатин, популярный противораковый препарат, убивает опухолевые клетки, научившись быстро извлекать их ядра в момент их «самоуничтожения». Их выводы были представлены в журнале Scientific Reports.
«Это открытие расширяет горизонты знаний о действии химиотерапевтических препаратов на опухолевые клетки и позволяет увеличить эффективность существующего противоопухолевого лечения. Более того, обнаруженный механизм подчеркивает важность «аккуратного» распада ядра в условиях апоптоза, чтобы «вредное» содержимое ядра не попало в окружающие ткани», — рассказывает Борис Животовский из МГУ имени Ломоносова
Химиотерапия, при помощи которой врачи уничтожают раковые опухоли, работает двумя путями – повреждая ДНК раковых клеток, заставляя их самоуничтожаться, или же препятствуя их росту и делению. Работу препаратов и того, и другого типа сегодня активно изучают биологи во всех странах мира.
К примеру, ученые пока не до конца понимают, как цисплатин, одно из самых эффективных средств для борьбы с карциномами, раком эпителиальных тканей, заставляет их «взбунтовавшиеся» клетки уничтожать самих себя.
Этот препарат, представляющий собой соединение платины, хлора и аммиака, присоединяется к нитям ДНК внутри раковых клеток и разрушает их отдельные «буквы»-нуклеотиды. Эти повреждения заставляют их самоуничтожаться во время очередного раунда деления, однако как именно запускается процесс их гибели, никто не знал.
Животовский и его команда смогли решить эту проблему, разработав уникальную методику, позволяющую очень быстро и аккуратно извлечь ядро из гибнущей клетки, и изучить его содержимое. Ядро, как отмечают ученые, играет центральную роль в запуске апоптоза, программируемой гибели клеток.
Порождаемые им сигналы и изменения в работе клетки заставляют так называемые каспазы, своеобразные «белки смерти», проникнуть из цитоплазмы внутрь ядра и начать разрушать его белковые «стенки» и прочее содержимое. Российских биологов интересовало то, что заставляет эти молекулы проникнуть в «запретную зону» и какие функции исполняет каждая из каспаз.
Для этого ученые вырастили культуру раковых клеток яичника, обработали их цисплатином и извлекли из них ядра на разных стадиях развития апоптоза, используя своеобразное «мыло» — вещество NP-40. Оно сегодня активно применяется при создании моющих средств и для обработки сырья в бумажной промышленности.
После этого биологи «подсветили» каспазы, присоединив к ним светящиеся белковые молекулы, и изучили то, когда, как и почему они проникали внутрь ядра. Эти наблюдения показали, что в ядро одновременно проникает не один или два типа этих пептидов, как считали многие ученые раньше, а сразу четыре вида их молекул.
Что интересно, все эти вещества проникают в ядро разными путями – «отключение» каспазы-3, главного «белка-палача» клетки, не привело к исчезновению остальных трех каспаз при обработке раковых клеток цисплатином, хотя и остановило процесс апоптоза. Что делают остальные три типа каспаз, Животовскому и его коллегам еще предстоит выяснить.
Зачем клетке нужны сразу четыре «белка-киллера», ученые пока не знают, но они предполагают, что подобная «массированная атака» помогает гибнущей клетке аккуратно уничтожить свою ДНК и предотвратить развитие воспалений, а также защищает соседей от проникновения ее обломков внутрь их цитоплазмы и ядра.
Исследование было поддержано грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ).
