Впервые в мире исследователи из Ньюкасла обнаружили механизмы, которые клетки острого миелоидного лейкоза (ОМЛ) используют для производства "свободных радикалов" - побочного продукта клеточного процесса, который агрессивно подпитывает рост раковых клеток и ограничивает эффективность существующих методов лечения.

Опубликованные 28 марта в журнале Science Signaling, исследователи Университета Ньюкасла и Медицинского исследовательского института Хантера (HMRI) также определили стратегию, позволяющую заглушить производство свободных радикалов в клетках лейкемии, что, в свою очередь, усиливает их реакцию на текущую терапию, используемую для лечения больных лейкемией.

Реактивные виды кислорода (ROS)

Производство реактивных форм кислорода (ROS), также известных как свободные радикалы, является необходимым и ожидаемым побочным продуктом клеточных процессов в организме человека.

Однако чрезмерное или неконтролируемое производство ROS может привести к повреждению ДНК, клеток и тканей, что приводит к заболеваниям.

В случае рака злокачественные клетки становятся зависимыми от ROS, используя ее разрушительную силу, чтобы вызвать постоянные изменения в механизмах роста и выживания клеток, что делает их практически не поддающимися лечению. Раковые клетки также используют ROS для усиления своего роста путем окисления белков, необходимых для получения энергии.

Ученый-биомедик, доцент Университета Ньюкасла Мат Дан, говорит, что сообщения о чрезмерном количестве ROS в раковых клетках участились в последние годы, однако до сих пор конкретные механизмы, задействованные в этом процессе, были плохо изучены.

"Мы задались целью изучить источник ROS в лейкозных клетках и то, как ROS влияет на рост лейкозных клеток, их выживание и ответ на противораковую терапию.

"Важно отметить, что если мы сможем определить, каким образом ROS способствует развитию злокачественной опухоли, мы сможем найти способ уменьшить производство ROS и контролировать или уменьшить рост и выживание лейкозных клеток", - сказал он.

Впервые в мире

Впервые влияние ROS или свободных радикалов было охарактеризовано на весь "протеом", то есть все белки, при остром миелоидном лейкозе.

Доцент Дан сказал, что поскольку считается, что ROS является ключевым игроком почти во всех типах рака, их открытие может быть потенциально эффективным для других типов рака.

"Противораковые препараты обычно действуют на белки, что делает наше открытие весьма информативным в кругах исследователей лейкемии, что, как мы надеемся, приведет к улучшению выживаемости будущих пациентов с лейкемией".

Путь к открытию

Для проведения исследования группа использовала специализированный метод, известный как "протеомное профилирование высокого разрешения". Это включало в себя оценку ряда белков в клетках крови пациентов с острым миелоидным лейкозом по сравнению со здоровыми клетками крови, поскольку именно белки контролируют рост клеток и реагируют на лечение рака или сопротивляются ему.

С помощью своих датских коллег команда оценила, как ROS влияет на белки в лейкемических и здоровых клетках.

"Наше протеомное профилирование показало, что белки, подверженные влиянию ROS, были более высоко экспрессированы у одних пациентов по сравнению с другими, а у тех, кто имел высокую экспрессию, мы выявили генетическую мутацию, общую для каждого образца", - пояснил доцент Дан.
Подавление свободных радикалов при остром миелоидном лейкозе

Белки, выявленные в образцах рака, считаются терапевтически уязвимыми.

"Мы знали, что если мы сможем найти или разработать препараты, направленные на белки, активные или присутствующие в клетках лейкемии, мы сможем помешать способности рака к постоянному росту и выживанию".

В сотрудничестве с фармацевтической компанией GlaxoSmithKline команда протестировала свой новый препарат, нацеленный на ROS, в моделях лейкемии, и обнаружила, что рост лейкозных клеток замедляется. Это было особенно заметно в моделях, имитирующих устойчивые к лекарствам типы лейкемии.

"Если будущие клинические испытания подтвердят безопасность и эффективность препарата, нацеленного на ROS, этот подход, вероятно, поможет большому числу людей с острым миелоидным лейкозом, включая тех, у кого болезнь устойчива к лекарствам".