Рак изменяет обменные процессы, идущие в клетках, превращая их в примитивные и злые самовоспроизводящиеся машины. Но, подобно олимпийским спортсменам, переходящим на специальную диету для достижения результатов, раковые клетки с их ускоренным метаболизмом могут оказаться в зависимости от определённых питательных веществ, необходимых для выживания.
Годами учёные пытались выявить и изучить потребности раковых клеток, надеясь разработать такие способы лечения онкологических заболеваний, которые бы перекрывали клеткам доступ к необходимому питанию и заставляли опухоль «умереть от голода».
Исследователи из Университета Дьюка (Duke University) сообщают, что им удалось добиться быстрой гибели клеток тройного негативного рака молочной железы, одной из самых агрессивных и устойчивых к терапии форм рака груди. Гибель клеток была вызвана нарушением доступа к цистину, веществу, необходимому раковым клеткам для выживания. Выясняя причину «зависимости» клеток опухоли от этого вещества, учёные пришли к выводу, что она обусловлена механизмом, который раковые клетки используют, чтобы отсоединяться от опухоли и распространяться по организму.
«Этот процесс хорошо известен, он появляется в метастатических клетках. А мы обнаружили, что он же делает клетки зависимыми от цистина, — рассказывает ведущий автор исследования Джэн-Цан Эшли Чи (Jen-Tsan Ashley Chi), доцент молекулярной генетики и биологии Медицинской школы Университета Дьюка (Duke University School of Medicine). — Это очень хорошие новости, поскольку речь идёт именно о тех клетках, от которых мы хотели бы избавиться».
Результаты работы демонстрируют, что блокирование доступа к цистину может быть эффективным способом лечения не только тройного негативного рака молочной железы, но и других агрессивных типов рака, в клетках которых при метастазировании используется описанный механизм. Исследование было опубликовано 21 ноября в журнале Oncogene.
У пациентов, получивших диагноз «тройной негативный рак молочной железы» (он составляет 10—20% от всех случаев рака груди), не очень много вариантов лечения, помимо хирургического вмешательства и химиотерапии. Дело в том, что мишенью воздействия самых эффективных таргетных препаратов для лечения рака груди являются 2 из 3 рецепторов, обычно присутствующих в раковых клетках. Это рецепторы к эстрогену, рецепторы к прогестерону и HER2/neu рецепторы. Но в клетках тройного негативного рака отсутствуют, как это следует из его названия, все три.
В некоторых исследованиях отмечалось, что клетки такого типа рака не выживают в отсутствие цистина, молекулы, состоящей из двух фрагментов аминокислоты цистеина, соединённых вместе.
Ранее в этом году группа исследователей под руководством Чи уже публиковала исследование, в котором было показано, что клетки агрессивного рака почек зависимы от цистина. Чтобы определить, существует ли такая же зависимость у клеток тройного негативного рака молочной железы, Сяоху Тан (Xiaohu Tang), работавший в лаборатории Чи после защиты диссертации, последовательно помещал клетки этого типа рака и клетки эстроген-позитивного рака груди на различные питательные среды, в которых отсутствовала одна из 15 важнейших аминокислот.
«В основном, клетки слабо реагировали на изменение рациона, — рассказывает Чи. — За одним существенным исключением.
Клетки тройного негативного рака молочной железы оказались очень чувствительны к цистину. Как только мы убирали цистин, эти клетки тут же погибали, в то время как клетки других типов рака не реагировали никак».
Исследователи подвергли клетки тройного негативного рака серии генетических исследований, чтобы установить причину такой избирательности. Оказалось, что цистин связан с процессом эпителиально-мезенхимального перехода, генетически программируемого механизма, позволяющего эпителиальным клеткам, обычно крепко «приклеенным» к своему месту крупными молекулами, превращаться в мигрирующие по организму мезенхимальные клетки.
Клетки тройного негативного рака молочной железы, как и клетки некоторых других типов рака, используют этот механизм, чтобы отсоединиться от своих соседей и начать образовывать метастазы. Но, как оказалось, этот же процесс активирует сигнальный путь, приводящий к смерти клетки, если цистин недоступен.
«Мы обнаружили, что превращение эпителиальных клеток в мезенхимальные делает их очень — вплоть до смерти — уязвимыми к дефициту цистина, — сказал Чи. — Процесс превращения клеток открывает путь к клеточной гибели, обусловленной дефицитом цистина. Это может быть очень полезно в медицинских целях, поскольку уже существуют вещества, способные заблокировать раковым клеткам доступ к этому соединению».
Чи отметил, что в настоящее время его команда занимается изучением влияния веществ, блокирующих доступ к цистину, на клетки опухоли, а также поиском биомаркеров, которые могут предсказать, что опухоль будет восприимчива к такому лечению.
«Раковые клетки используют процесс превращения из эпителиальных в мезенхимальные, чтобы двигаться быстрее, чтобы распространяться по телу, — сказал Чи. — Мы хотим использовать этот же механизм, чтобы лечить рак».
