Новое открытие может вывести лечение рака на новый уровень

Исследователи из Университета Копенгагена (University of Copenhagen, Дания) при поддержке Национальных Институтов Здоровья (National Institutes of Health, NIH, США) получили новые данные о протеазах – ферментах, играющих роль в развитии опухолевых клеток – которые могут быть важны для разработки противораковых препаратов. Результаты исследования опубликованы в Journal of Biological Chemistry.

Протеазы – ферменты, вовлеченные в множество клеточных процессов, а также участвующие в развитии многих заболеваний, в том числе и онкологических. Раковые клетки способны использовать гиперпродукцию протеаз для метастазирования.

«До настоящего времени у нас не было возможности лечения онкологических пациентов с помощью препаратов, эффективно останавливающих распространение раковых клеток. Но теперь, обнаружив, что на важную функцию протеаз ранее не обращали внимания, мы ищем новые возможности. Наше исследование показало, что, помимо расщепления белков, протеазы также способны связываться друг с другом и запускать другие клеточные процессы», - говорит Стайн Фриис (Stine Friis), научный сотрудник Кафедры Клеточной и Молекулярной Медицины (Department of Cellular and Molecular Medicine) Университета Копенгагена, ставшая инициатором исследования.

Одной из функций протеаз является участие в процессах восстановления повреждений: запускается молекулярный механизм, в ходе которого протеаза расщепляет и тем самым активирует вторую протеазу, которая, в свою очередь, расщепляет и активирует третью, и так далее. Другими словами, запускается механизм восстановления по принципу домино, в результате чего одна протеаза может продуцировать сигнал для целой череды протеаз. Однако этот принцип может также использоваться опухолевыми клетками, позволяя им распространяться.

«Мое поколение молекулярных биологов учило, что протеазы – это ферменты, ответственные за расщепление и активацию других протеаз, и этот механизм, называемый протеолизом, - их основная функция. Однако недавнее исследование показало, что протеазы выполняют функцию, которая ранее не была изучена. В настоящее время ключом для создания эффективных противораковых препаратов является понимание всех молекулярных механизмов, ответственных за рост опухоли», - говорит Фриис.

Связывание вместо расщепления

Исследовательская группа работала с двумя протеазами, матриптазой и простазином, которые необходимы для поддержания здорового состояния клеток кожи, кишечника и других органов. Однако, в отличие от существовавшего ранее предположения, протеазы не активируют одна другую путем расщепления: вместо расщепления две протеазы связываются друг с другом, таким образом, запуская важный процесс.

Ученые надеются продвинуться в понимании действия протеаз не только при нормальном функционировании клеток, но и при патологических состояниях, например, при раке.

«Мы надеемся, что наше открытие вдохновит других мыслить вне принятых рамок, открывая двери инновациям в разработке лекарств, направленных на регуляцию активности протеаз. Препараты, над которыми мы работаем в настоящее время, разработаны для ингибирования процесса расщепления, но, даже когда он остановлен, некоторые протеазы, очевидно, продолжают передавать сигналы путем связывания друг с другом. Если мы сможем остановить связывание, то сможем создать более эффективные препараты, которые в будущем подведут нас ближе к разработке успешного лечения рака», - поясняет Фриис.

По материалам University of Copenhagen

Оригинальная статья:
S. Friis, K. Uzzun Sales, S. Godiksen, D. E. Peters, C.-Y. Lin, L. K. Vogel, T. H. Bugge. A Matriptase-Prostasin Reciprocal Zymogen Activation Complex with Unique Features: PROSTASIN AS A NON-ENZYMATIC CO-FACTOR FOR MATRIPTASE ACTIVATION. Journal of Biological Chemistry, 2013; 288 (26): 19028 DOI: 10.1074/jbc.M113.469932