Nalezena látka, která oslabuje ochranu rakovinných buněk

Chaperonové proteiny pomáhají ostatním proteinům v těle zaujmout „správný“ tvar, tedy ten, který by měly mít podle informací zaznamenaných v DNA. Tato funkce je zvláště důležitá u různých typů tepelného poškození, zejména u popálenin, kdy je narušena struktura bílkovin a je třeba ji pomoci obnovit. Mnoho chaperonů proto patří mezi tzv. proteiny tepelného šoku. Regenerační funkce těchto proteinů pomáhají bojovat proti poškození různých buněk, včetně rakovinných buněk, což dramaticky snižuje účinnost léčby rakoviny. Vědci z Cytologického ústavu Ruské akademie věd a St. Petersburg State Institute of Technology našli způsob, jak potlačit aktivitu chaperonů v rakovinných buňkách.

„Rakovinové buňky jsou často odolné vůči standardní léčbě rakoviny, protože si během růstu nádoru vyvinuly silný obranný systém. Nezbytnou součástí tohoto systému jsou chaperonové proteiny přítomné ve vysoké míře v nádorových buňkách a chránící je před nepříznivými faktory prostředí a těla, včetně účinků různých typů terapií. Je logické předpokládat, že zablokování chaperonového regulačního systému může vést ke zvýšení lékové citlivosti buněk,“ uvedla Irina Guzhova, vedoucí laboratoře mechanismů buněčné obrany na Cytologickém ústavu Ruské akademie věd.

Pro studii vědci použili buňky HeLa, buněčnou linii odvozenou v roce 1951 z rakovinového nádoru Henrietty Lacksové a pojmenovanou podle prvních písmen jejího jména. Řada HeLa se často používá ve výzkumu jako modelová lidská rakovinná buňka. Do těchto buněk vědci zavedli gen pro enzym, luciferázu, který byl pod kontrolou běžného regulátoru chaperonu, aby pomohl najít blokátor chaperonu. Normálně luciferáza jasně září, ale při zahřátí se její struktura naruší a záře zmizí. Při normálním působení chaperonů se jeho aktivita brzy vrátí do předchozího stavu a obnoví se luminiscence. Pokud se buňky zahřívají v přítomnosti speciálních látek, pak aktivita chaperonů klesá a luciferáza nesvítí. Pomocí geneticky modifikovaných buněk HeLa vědci analyzovali rozsáhlou knihovnu chemických sloučenin, aby našli molekuly, které by účinně potlačily aktivaci chaperonů. Testovali více než 1000 látek a z tohoto počtu jen několik dokázalo snížit úroveň luminiscence luciferázy.

Nejprve vědci zjistili, že jedna z látek (CL-158) snižuje produkci proteinů tepelného šoku (chaperonů) v buňkách HeLa o 68 %, ale ukázalo se, že ve vodných roztocích je chemicky nestabilní. Poté vědci analyzovali dalších 49 látek, které jsou složením a strukturou velmi podobné CL-158. Sedm z nich také výrazně snížilo produkci chaperonů v rakovinných buňkách, ale pouze jedna látka – CL-43 – se ukázala jako nejméně toxická a nejstabilnější. CL-43 účinně potlačuje systém regulace proteinů tepelného šoku v nádoru, díky tomuto efektu se rakovinné buňky stávají mnohem citlivějšími na působení léků. K testování výsledků použili vědci nejčastěji používané léky v klinické praxi: etoposid, cisplatinu a doxorubicin.

Autoři studie věří, že v budoucnu vývoj pomůže zlepšit efektivitu stávajících metod léčby rakovinných nádorů. Působení CL-43 výrazně „oslabuje“ ochranu rakovinných buněk, což znamená, že dává „hlavnímu“ léku větší šanci na jejich zničení. Zdravé buňky přitom zůstávají nedotčené.

„Chemoterapeutické režimy, které dnes lékaři používají, vedou k významným vedlejším účinkům a pacienti je obtížně tolerují. Užívání látek, které potlačují buněčný obranný systém, včetně CL-43, výrazně sníží dávky protirakovinných léků bez ztráty jejich účinnosti,“ dodala Irina Guzhova.