Темна сторона природних сполук: Поліаміни та їх вплив на рак
Група природних сполук, яка привертає увагу завдяки своєму потенціалу в боротьбі зі старінням, має й темну сторону. Нові дослідження показують, як родина хімічних сполук, відомих як поліаміни, прискорює ріст ракових клітин. Дослідження, проведене командою з Токійського університету науки в Японії, пропонує значні нові уявлення як для дослідження лікування раку, так і для розробки терапій проти старіння.
Що таке поліаміни?
Поліаміни — це незамінні молекули, які містяться у всіх живих клітинах. Серед них є сполуки з кольоровими назвами, такими як спермідин і путресцин, які регулюють процеси, пов’язані з ростом клітин і синтезом білків. Попередні дослідження на тваринах пов’язували спермідин з покращенням тривалості життя, покращенням здоров’я та зменшенням вікових втрат пам’яті. Поліаміни також містяться у численних безрецептурних добавках, що сприяють здоров’ю та добробуту.
Поліаміни та рак: що потрібно знати
Проте, дослідники також пов’язали спермідин та інші поліаміни зі спробами метастазування раку. Мета цього нового дослідження полягала в тому, щоб докладніше вивчити цю взаємозв’язок та специфічні біологічні зміни, які можуть відбуватися — особливо, як ракові клітини спалюють цукор без використання кисню, навіть коли достатньо кисню присутнє.
Вплив поліамінів на ріст ракових клітин
Дослідники використовували лабораторні культури клітин шийки матки та ракові клітини молочної залози для дослідження реакцій ракових тканин на різні модифікації, включаючи вплив на пару білків, відомих як eIF5A1 та eIF5A2. Обидва білки мають схожі амінокислотні послідовності, проте eIF5A1 є критично важливим для здорових клітин, тоді як eIF5A2 вважається важливим для росту та розвитку раку.
Механізм дії поліамінів
Впливаючи на виробництво цих двох білків, дослідники підозрювали, що білки можуть бути причинами подвійної ролі спермідину як протидіючої старінню сполуки та чинника, що сприяє раку. Використовуючи лікарські препарати та генетичне редагування, рівні поліамінів та цих двох білків були змінені в лабораторних ракових клітинах. Поведінка клітин показала, що поліаміни спонукають ракові клітини до аеробного гліколізу (улюблений спосіб живлення раку) і підвищують рівень білка eIF5A2, перш за все шляхом видалення природного “гальма” його виробництва у формі молекули РНК, відомої як miR-6514-5p.
Висновки дослідження
Видалення поліамінів або eIF5A2 з клітин значно зменшило ріст ракових клітин, тоді як повернення спермідину відновило розширення раку. Це є вагомим доказом того, що спермідин може відігравати критичну роль у проліферації пухлин. “Біологічна активність поліамінів через eIF5A відрізняється між нормальними та раковими тканинами,” — говорить біохімік Кьохей Хігасі з Токійського університету науки. “У нормальних тканинах eIF5A1, активований поліамінами, активує мітохондрії шляхом аутофагії, тоді як у ракових тканинах eIF5A2, синтез якого стимулюється поліамінами, контролює експресію генів на трансляційному рівні для сприяння проліферації ракових клітин.”
Перспективи лікування раку
Це дослідження не стверджує, що спермідин та поліаміни в цілому викликають рак. Швидше, воно показує, що коли рак вже почався через певні біологічні збої, ракові клітини можуть використати переваги поліамінів для виживання та подальшого поширення.
Додаткові деталі про ролі eIF5A2 та miR-6514-5p дають дослідникам можливість тестувати нові цільові терапії. Існує можливість, що за допомогою змін, викликаних лікарськими препаратами, можна буде порушити механізми, на яких базується рак.
Висновок
Кожен раз, коли виявляються потенційні нові цільові терапії, як-от ці ідентифіковані, наші шанси на розробку ефективних лікарських засобів проти раку зростають. Однак для цього потрібно провести багато обережних досліджень, щоб переконатися, що здорові клітини не зазнають негативного впливу – і наразі це дослідження обмежене лабораторними культурами клітин.
“Наші знахідки виявляють важливу роль eIF5A2, регульованого поліамінами та miR-6514-5p, у проліферації ракових клітин, що свідчить про те, що взаємодія між eIF5A2 та рибосомами, які регулюють прогресію раку, є вибірковою ціллю для лікування раку,” — пишуть дослідники.
Дослідження було опубліковане в Журналі біологічної хімії.