Ученые нашли ключевой фермент, останавливающий миграцию раковых клеток. С его помощью можно создать лекарственные средства, блокирующие образование метастазов.
Новый взгляд на механизм образования метастазов раковой опухоли представили ученые из клиники Майо в Джексонвилле, Флорида (Mayo Clinic campus in Florida). Они нашли ключевой фермент, который выключает механизм движения клеток. Теперь на основе этого открытия можно работать над созданием лекарственных средств, тормозящих метастазы.
Чтобы двигаться, надо перестроиться
Метастазы раковой опухоли возникают тогда, когда злокачественные клетки покидают первичный очаг опухоли и устремляются по кровяному руслу на освоение новых территорий в организме. Команда Питера Сторца (Peter Storz), работая на клеточной культуре, детально изучила механизм движения клеток. Чтобы начать движение, клетке надо перестроить свой внутренний скелет -- цитоскелет. Важнейший компонент клеточного скелета -- актиновые нити диаметром 6-8 нм, построенные из особого фибриллярного белка актина. Основное свойство актина -- это способность к сокращению, благодаря чему актиновые нити поддерживают клеточную форму и обеспечивают движение клеток.
Перед движением на переднем крае клетки старые актиновые нити разрываются и образуются новые, которые формируют плотную сеть. Благодаря сокращению и расслаблению нитей этой сети «головной конец» клетки продвигается вперед.
Выключатель перестройки
В перестройку актинового скелета вовлечено множество молекул, которые взаимодействуют и образуют цепочку взаимосвязанных событий. Ученым удалось найти ключевой белок, который стоит в начале этой цепочки и может заблокировать ее и таким образом сделать путешествие раковой клетки по организму в поисках нового пристанища невозможным.
Это фермент протеинкиназа D1 (PKD1). Когда он активен, раковые клетки не могут двигаться. Ранее исследователи уже сталкивались с тем, что в клетках агрессивных, активно метастазирующих форм рака желудка, простаты и молочной железы протеинкиназа D1 «молчит». Теперь они поняли, почему.
Питер Сторц с коллегами установили, что PKD1 тормозит работу другого белка, слингшота (slingshot), который регулирует разрыв старых актиновых нитей для того, чтобы могли образоваться новые нити. Белок слингшот регулирует активность белка кофилина, который отвечает за формирование новых нитей. В результате, если фермент PKD1 находится в активном состоянии, эта цепочка не работает, и клетка не может двигаться. А если PKD1 в раковой клетке неактивен, слингшот и кофилин принимаются за интенсивную перестройку клеточного скелета. В результате раковые клетки активно мигрируют.
Остановить движение рака
Ученые провели эксперимент. Они истощили в раковых клетках запасы PKD1 и обнаружили, что после этого клетки стали гораздо более мобильными. Но удалось и остановить их движение введением в клетку активного фермента.
«Похоже на то, что PKD1 играет роль активного выключателя миграций раковых клеток, -- говорит Питер Сторц. -- Теперь, когда мы это поняли, можно начать думать о том, как затормозить образование метастазов. Механизм мы раскрыли, теперь надо разработать стратегию».
Статья опубликована в журнале Nature Cell Biology.
