Большинство современных методов лечения рака атакуют быстро делящиеся клетки, но при этом часто повреждают и здоровые ткани, вызывая серьезные побочные эффекты. Ученые во всем мире ищут способы более точно нацеливаться на опухоли, чтобы щадить организм пациента. Новое исследование международной команды из университетов Женевы и Марбурга предлагает потенциально революционный подход, основанный на использовании "зеркального" варианта обычной молекулы, так называемого энантиомера.
Исследователи обнаружили, что D-цистеин — зеркальная версия природной аминокислоты цистеина — способен значительно замедлять рост определенных типов раковых клеток в лабораторных условиях, практически не затрагивая здоровые клетки. Энантиомеры, подобные D-цистеину, являются зеркальными отражениями друг друга, имея идентичный химический состав, но разную пространственную ориентацию атомов. В биологических системах это различие критично, так как ферменты и рецепторы часто распознают только одну из форм. Это открытие было сделано в ходе изучения влияния различных аминокислот на метаболизм опухолей. Уникальность D-цистеина заключается в его трехмерной структуре, которая является отражением L-формы, используемой человеческим организмом для построения белков.
Ключ к избирательности действия кроется в механизме проникновения молекулы в клетку. D-цистеин попадает внутрь через специфический транспортный белок, который в большом количестве присутствует на поверхности лишь некоторых типов раковых клеток. "Мы наблюдали, что если искусственно "включить" этот транспортер на здоровых клетках, они тоже перестают размножаться в присутствии D-цистеина", — поясняет один из авторов исследования. Это объясняет, почему вещество действует прицельно.
Попав в раковую клетку, D-цистеин запускает каскад разрушительных событий. Он блокирует работу фермента NFS1, который находится в митохондриях — энергетических станциях клетки. В здоровых клетках этот фермент критически важен для производства железо-серных кластеров, необходимых для множества процессов, включая клеточное дыхание, синтез ДНК и поддержание генетической стабильности. Блокировка NFS1 особенно губительна для раковых клеток, поскольку они, в отличие от большинства здоровых, имеют повышенную потребность в этих кластерах из-за ускоренного метаболизма и деления. Лишение их этого ресурса приводит к коллапсу метаболизма и энергетическому кризису.
Эффективность подхода была проверена на живом организме. Мышам с агрессивной и трудно поддающейся лечению формой рака молочной железы вводили D-цистеин. Результаты оказались многообещающими: рост опухолей значительно замедлился, при этом у животных не наблюдалось серьезных побочных эффектов. Это доказывает, что стратегия работает не только в пробирке, но и в сложной системе целого организма.
Полученные результаты открывают путь к разработке новой, относительно простой и высокоселективной терапии для тех видов рака, которые экспрессируют специфический транспортер. Ученые подчеркивают, что это лишь первый, хотя и очень обнадеживающий шаг. Следующий этап — определение безопасной и эффективной дозы для человека в ходе клинических испытаний. Если они пройдут успешно, у врачей может появиться мощное оружие для борьбы с опухолями и, возможно, предотвращения метастазирования.
Источник: A “mirror” molecule can starve cancer cells without harming healthy cells