Чтобы раковые клетки могли расти и распространяться по всему организму человека, им нужны белки, которые связывают ионы меди. Новое исследование о том, как связанные с раком белки связывают металл и как они взаимодействуют с другими белками, открывает потенциальные новые лекарственные мишени в борьбе с раком.

Человеческие клетки нуждаются в небольших количествах металлической меди, чтобы иметь возможность осуществлять жизненно важные биологические процессы. Исследования показали, что уровень меди в опухолевых клетках и сыворотке крови больных раком повышен, и можно сделать вывод, что раковые клетки нуждаются в большем количестве меди, чем здоровые клетки. Более высокие уровни меди также означают более активные белки, связывающие медь.

"Следовательно, эти белки очень важны для изучения, когда речь заходит о понимании развития рака, и более глубокие знания о них могут привести к созданию новых мишеней для лечения заболевания", - говорит Пернилла Виттунг-Стаффшеде, профессор химической биологии в Технологическом университете Чалмерса, Швеция.

Большинство смертей, связанных с раком, происходит из-за того, что метастазы — вторичные опухоли — образуются в нескольких местах организма, например, в печени или легких. Белок под названием Memo1 является частью сигнальных систем, которые раковые клетки используют для роста и распространения по всему организму. Предыдущие исследования показали, что когда ген Memo1 инактивируется в клетках рака молочной железы, их способность образовывать метастазы снижается.

Исследовательская группа из Чалмерса хотела поближе изучить связь между Memo1 и медью. В новом исследовании, опубликованном в научном журнале PNAS, исследователи изучили способность белка Memo1 связывать ионы меди с помощью серии экспериментов в пробирке.

Они обнаружили, что белок связывает медь, но только в восстановленной форме меди. Именно эта форма ионов меди наиболее распространена в живых клетках. Это важное открытие, потому что восстановленная медь, хотя и необходима организму, также способствует окислительно-восстановительным реакциям, которые повреждают — или даже убивают — клетки. Исследователи обнаружили, что когда Memo1 взаимодействовал с медью, токсичные окислительно-восстановительные реакции металла блокировались.

"Это создает риск зависимости опухоли от большого количества меди, потому что это может спровоцировать химические реакции, которые вредны для раковых клеток. Мы считаем, что Memo1, связывая медь, когда это необходимо, защищает раковые клетки, чтобы они могли продолжать жить и распространяться", - говорит Пернилла Виттунг-Стаффшеде, которая является одним из ведущих авторов исследования.

Исследователи также увидели, что Memo1 может образовывать комплекс с другим медьсвязывающим белком, обнаруженным в наших клетках, — Atox1. Это переносчик меди внутри клеток человека, и исследовательская группа ранее показала, что Atox1 с помощью меди способствует тому, что клетки рака молочной железы способны перемещаться и образовывать метастазы. В целом, результаты нового исследования означают, что медь и медьсвязывающие белки могут быть мишенями для будущего лечения рака.

"Мы увидели, как ионы меди могут переноситься между белками Memo1 и Atox1 в пробирках, и когда мы исследовали клетки рака молочной железы, мы обнаружили, что два белка были близки друг к другу в пространстве. Основываясь на этом, мы приходим к выводу, что обмен медью между этими белками может происходить как в раковых клетках, так и в пробирках и, таким образом, иметь биологическое значение", - говорит Пернилла Виттунг-Стаффшеде.

Теперь исследователи хотят продвинуться вперед в определении сайтов связывания ионов меди в Memo1 и того, как присутствие меди влияет на активность Memo1 в развитии рака.

"Когда мы расширяем наши базовые знания о роли медьсвязывающих белков в раковых клетках, мы также открываем двери для новых методов лечения", - говорит Пернилла Виттунг-Стаффшеде.