Меланопсин — это светочувствительный белок, содержащийся в клетках кожи и сетчатки. Новое исследование, проведённое в Университете Сан-Паулу (University of São Paulo, USP), Бразилия, предполагает, что он также может участвовать в развитии и прогрессировании меланомы, агрессивного типа рака кожи. В экспериментах с животными и генетически модифицированными клетками в Лаборатории сравнительной физиологии пигментации, принадлежащей Институту биологических наук университета (IB-USP), исследователи показали, что болезнь развивается медленнее, когда этот белок не функционирует. О результатах сообщается в статье, опубликованной в журнале Communications Biology.
Хотя другие научные коллективы уже показали в исследованиях, что различные опсины могут участвовать в развитии рака, это первое подобное открытие для меланомы, на долю которой приходится 5% злокачественных опухолей кожи и до 80% всех смертей от рака.
Основой для исследования послужила более ранняя работа этой же группы с использованием моделей меланоцитов (клеток кожи, продуцирующих меланин) для того, чтобы показать, что меланопсин экспрессируется в этих клетках и участвует в таких процессах, как пигментация, регулировка биологических часов и даже гибель клеток из-за ультрафиолетового излучения.
В последнем же исследовании использовался метод редактирования ДНК CRISPR — для изменения последовательности гена OPN4, ответственного за производство меланопсина, и создания стабильной модели клеток меланомы с нефункциональной версией данного белка.
«Когда мы создали битые клетки [без функционального гена OPN4], мы поняли, что у них совсем другой фенотип: они меньше росли и демонстрировали сниженную пролиферативную способность. Мы задались вопросом, почему так, и решили выяснить, играет ли меланопсин роль в прогрессировании меланомы или канцерогенезе», — рассказал Леонардо Винисиус Монтейру де Ассис (Leonardo Vinícius Monteiro de Assis), первый автор статьи.
Предположение подтвердилось сначала в экспериментах in vitro, а затем на животных: опухолевые клетки, содержащие нефункциональную версию OPN4, росли меньше и медленнее, чем клетки дикого типа (без модификации OPN4). Позже открытие удалось подтвердить методами протеомики и с помощью анализа данных из общедоступных баз.
«В целом, мы показали, — добавил Ассис, — что рост клеток меланомы уменьшается при удалении OPN4. В основном это связано с двумя процессами, которые не обязательно связаны и друг с другом, хотя и могут быть: с усиленной активацией иммунной системы (хотя мы пока не знаем, почему) и с весьма значительным сокращением передачи сигналов ГТФазы, белков, напоминающих крошечные двигатели, которые играют важную роль в разгоне клеточного цикла и которые в этих опухолях значительно ослаблены».
Исследование также показало, что MITF (фактор транскрипции, связанный с микрофтальмом), очень важный фактор транскрипции при меланоме, в клетках с нефункциональной версией меланопсина также экспрессируется гораздо менее активно.
По словам Ассиса, все эти результаты вместе взятые впервые предполагают, что меланопсин действует как онкоген при меланоме, то есть что он связан с развитием и ростом этого типа рака. До сих пор меланопсин никогда не был связан с развитием опухолей. Правда, для окончательного подтверждения этой роли всё ещё необходимы дополнительные эксперименты.