Пресс-центр / новости / Наука /
Учёные изучили роль сиаловой кислоты в развитии рака
Группа исследователей из Института биоорганической химии РАН и Университета Квинс в Канаде (Queen’s University, Canada) совместно с Институтом высокомолекулярных соединений РАН изучила роль сиаловой кислоты в развитии рака. Оказалось, что, если правильно регулировать её уровень, можно манипулировать раковыми клетками и, возможно, остановить распространение метастазов. Результаты опубликованы в журнале Oncotarget.
Опухолевые клетки часто имеют на своей поверхности большое количество сиаловой кислоты. Эта кислота придаёт оболочкам клеток отрицательный заряд и за счёт сил отталкивания способствует их отделению от первичной опухоли. В результате опухолевые клетки могут распространиться по организму, образуя вторичные очаги заболевания – метастазы.
Однако до сих пор важная сторона этого процесса – вклад сиаловой кислоты в биохимию раковых клеток – была не ясна. Сотрудники Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН под руководством Елены Арнольдовны Марквичевой совместно с Университетом Квинса (Ronald J. Neufeld, Myron R. Szewczuk) Институтом высокомолекулярных соединений РАН уточнили роль сиаловых кислот в развитии рака и взаимодействии раковых клеток друг с другом.
– Мы сравнили два варианта прикрепления сиаловой кислоты к поверхности клеток – через α-2,3 и α-2,6 связи, – рассказывает Роман Акасов, младший научный сотрудник Лаборатории полимеров для биологии Института биоорганической химии РАН, один из авторов статьи. – Оба эти варианта связей присутствуют в клетке и, несмотря на то, что их строение кажется схожим, для самой клетки даже небольшое различие может быть важным. Мы ставили эксперимент на опухолевых сфероидах – плотных скоплениях клеток, которые имитируют рост и поведение реальных клеток в опухоли. Для этого мы с коллегами разработали способ формирования таких сфероидов. Они образуются не за счёт физических сил, а за счёт изменения поведения клеток: стоит добавить к ним небольшое количество специального пептида, как они начинают мигрировать и самостоятельно слипаться в небольшие шарообразные структуры, каждая из которых состоит из нескольких сотен отдельных раковых клеток. Поскольку такой метод не требует перемешивания среды или любого другого грубого физического вмешательства в жизнь клетки, он хорошо подходит для изучения тонких биохимических факторов, влияющих на способность клеток формировать сфероиды.
Под действием сиаловой кислоты (фермента нейраминидазы Neu) клетки слипаются сильнее или слабее (U – единица активности фермента).
Роман с коллегами выяснил, что повышение количества α-2,3 связей и уменьшение уровня α-2,6 связей сиаловой кислоты приводит к более активному слипанию клеток в сфероиды. В условиях организма это, скорее всего, хороший знак: чем сильнее стремление клеток связаться друг с другом, тем меньше вероятность, что одна из них отделится и даст начало новой опухоли. Если при этом подавить работу ферментов, которые избавляются от сиаловой кислоты, клетки также слипаются более охотно.
Именно так действует противовирусный препарат осельтамивир. Сотрудники Университета Квинс показали, что он влияет на образование метастазов. Они ввели лекарство в кровь мышей, чем заблокировали ферменты, которые удаляют сиаловую кислоту с поверхности клеток, и подавили образование вторичных очагов опухоли при трижды негативном, наиболее опасном раке молочной железы. Интересно, что противовирусный эффект осетальмивира, который можно купить в аптеке под маркой «Тамифлю», все ругают за то, что он не доказан, зато, по всей видимости, препарат справляется с раком.
Если пойти другим путём и самостоятельно удалить кислоту с поверхности клетки или блокировать её связи, опухолевые сфероиды не образуются.
– Таким образом, мы узнали, что, регулируя общее количество сиаловой кислоты на поверхности раковых клеток и изменяя соотношение α-2,3 и α-2,6 связей, можно манипулировать клетками: добиться либо их агрегации, то есть слипания в шарики, либо подавления. Для лечения рака, вероятно, нужно усилить агрегацию клеток, чтобы избежать формирования метастазов, – заключает Роман.
Использование опухолевых сфероидов в качестве тест-системы позволит найти новые препараты, модулирующие агрегацию клеток, и приблизит нас к пониманию биологии рака.
7 октября 2016 года