Металлический заслон раку

Октаэдр («песочные часы») рутения, восстанавливающего антираковое про-лекарство. Иллюстрация Physorg

Известно, что в результате деления стволовых клеток одна из дочерних сохраняет стволовые свойства, а другая начинает специализироваться, включая гены развития нервной и мышечной, эпителиальной и железистой клеток. Одно из важных клеточных свойств – поляризация, в результате которой сигналы к нейрону поступают по древовидным отросткам – дендритам, а уходят от него по аксону к мышцам, железам и т.д.

Полярны и клетки кишечного эпителия, базальная часть которых обращена к сосудам, а верхняя (апикальная) служит для всасывания питательных веществ из просвета кишки. Концентрация веществ, определяющих поляризацию, способствует появлению на одном из клеточных полюсов «чувства обоняния», или специфического сенсора.

Сотрудники Цюрихского университета выявили в клетках дрожжей белковый комплекс полярности, состоящий как минимум из 100 компонентов определения химического градиента веществ. Комплекс движется по клеточной оболочке-мембране в сторону сигнала, после чего останавливается в точке наибольшего градиента. Движение дрожжевой клетки регулируется ферментом, активность которого меняется с подготовкой клетки к делению. Свою статью в журнале Developmental Cell ученые назвали «Клеточная система декодирования сигналов химического градиента».

После выполнения своей функции клетки подвергаются запрограммированной смерти (апоптозу). Более двух лет назад исследователи университета в корейском городе Похан сумели распознать клетки в процессе апоптоза. Для этого они использовали липосомы с аминокислотой серином, присоединяющим цинк. Вблизи обычных клеток липосомы светятся голубым, однако рядом с клетками, подвергающимися апоптозу, флюоресценция сменяется на красную.

Включение апоптоза, как и других геномных программ клеточного развития, требует согласованной работы особых протеинов, называемых транскрипционными факторами. Они активируют транскрипцию, то есть считывание генов. Одним из наиболее известных является ядерный фактор каппа (NF-kB), включающий гены деления В-лимфоцитов, которые, в свою очередь, синтезируют белковые антитела. Сотрудники университета Райса в Хьюстоне представили в журнале PNAS детальную картину взаимодействия фактора с молекулой ДНК. Подробности молекулярной регуляции генной активности имеют большое значение в плане борьбы с раком.

При лечении новообразований применяется цисплатин, названный по платине, входящей в его состав. Он открыт полвека назад и был разрешен к использованию через 14 лет. Тогда же открыта восстановительная активация про-лекарства с помощью химического элемента рутения (названного так в честь России, Ru). Этот переходный металл входит в подгруппу железа, которое в эритроцитах крови постоянно окисляется и восстанавливается, присоединяя то кислород, то диоксид углерода.

Рутений образует восьмивершинную (октаэдр) структуру, похожую на песочные часы, к которой для растворимости в воде добавляют полимерный «хвост» (PTA – полиэфир терефталевой кислоты), а также органический радикал (арен – Arene). В целом комплекс носит сокращенное название RAPTA. Сотрудники Политехнической школы в Лозанне и их коллеги из Италии и Сингапура опубликовали в журнале ChemMedChem статью, название которой говорит само за себя: «Борьба с раком с помощью комплексов переходного металла: от голой ДНК к протеину». Авторы сравнили действие токсичных соединений платины и безвредных рутения, отдав свое предпочтение последнему.

Интересно, что в том же Сингапуре свою ежегодную встречу провело Европейское общество медонкологии (ESMO). Большое впечатление произвел доклад ученых Йельского университета и работавшей с ними большой международной компании, опубликованный авторитетным журналом Lancet.

Доклад был посвящен успеху, достигнутому при лечении 1034 пациентов из 24 стран с одной из форм запущенного рака легких. К окончанию курса комбинированного лечения с помощью терапевтических моноклональных антител 521 человек скончался. Увеличение дозы антител в пять раз почти не сказалось на пациентах. Антитела оказались эффективны с точки зрения адресной доставки химиотерапевтического агента к раковым клеткам с повышенным количеством белка PD (Programmed Death – запрограммированная смерть) на их поверхности. В норме PD отвечает за специализацию и смерть клеток, но также и за «маскировку» их, подавляя активность иммунных клеток (он «останавливает» лимфоциты в плаценте во время беременности, не давая «сбросить» развивающийся плод). 

Особый акцент авторы сделали на существенный прогресс в деле лечения людей с опухолями, более 50% клеток которых имели PD: комбинация антител продлила выживание до 15–17 месяцев. В заключение авторы пишут, что антитела существенно продлевают время жизни пациентов и обеспечивают благоприятный профиль риска лечения у людей с ранее леченной формой рака легких.