Ученые обратили собственные раковые бактерии против самого рака в ходе прорывной терапии
Новая терапия, вдохновленная бактериями, обитающими внутри опухолей, предлагает иной способ борьбы с раком, воздействуя на то, как опухолевые клетки вырабатывают энергию.
Исследователи из Университета Иллинойса в Чикаго разработали новый метод лечения рака, позаимствовав стратегию у бактерий, живущих внутри опухолей. Вместо прямой атаки на раковые клетки, этот подход воздействует на то, как эти клетки вырабатывают энергию.
В моделях рака предстательной железы терапия показала наиболее сильные результаты в сочетании с лучевой терапией, стандартным методом лечения. Рост опухоли значительно замедлился. Ключевым компонентом является синтезированный в лаборатории пептид aurB, полученный из бактериального белка. Попав внутрь раковых клеток, aurB разрушает митохондрии — структуры, ответственные за выработку энергии.
Без этого источника энергии опухолевым клеткам трудно выживать и размножаться. Результаты исследования были опубликованы в журнале Signal Transduction and Targeted Therapy.
Воздействие на энергетические фабрики клетки
«Митохондрии очень важны для выживания клетки; они являются энергетическими фабриками», — сказал Тору Ямада, старший автор исследования, доцент кафедр хирургии и биомедицинской инженерии в UIC и член Онкологического центра Университета Иллинойса. «Многие раковые клетки демонстрируют измененное количество и активность митохондрий, поскольку раковая клетка должна агрессивно и быстро расти. Поэтому митохондрии были бы идеальной мишенью для терапии рака».
Ученые давно знают, что опухоли содержат бактерии в качестве части микроокружения опухоли. В последнее время исследователи начали изучать эти микробы как возможные источники противораковых соединений.
Ранее в лаборатории Ямады был обнаружен бактериальный белок, называемый купредоксином, который может подавлять рост опухолей. Купредоксины — это медьсодержащие белки, которые помогают перемещать электроны между другими белками.
Команда разработала пептидный препарат на основе этого белка и провела его обширные испытания, в том числе в клинических испытаниях с участием взрослых и в исследованиях рака мозга у детей.
Однако это раннее лечение зависело от гена p53, который функционирует по-разному при различных видах рака. P53 обычно помогает подавлять опухоли, но часто мутирует, и эти мутации различаются. В результате пептид был эффективен в одних случаях, но не в других.
«Мы хотели получить противораковое средство, которое не использует функцию p53», — сказал Ямада.
Открытие нового механизма
Для преодоления этого ограничения исследователи искали бактериальный белок, который воздействует на митохондрии. Они идентифицировали другой купредоксин, работающий по этому пути.
В новом исследовании команда проанализировала образцы опухолей от пациенток с раком молочной железы и использовала секвенирование ДНК для идентификации присутствующих бактерий. Один вид выделялся тем, что содержал белок купредоксина, называемый аурацианином, который функционирует аналогично белку, идентифицированному в более ранних исследованиях.
Используя этот белок в качестве модели, ученые разработали новый пептид под названием aurB. Лабораторные эксперименты показали, что aurB проникает в митохондрии опухолевых клеток и связывается с АТФ-синтазой, ключевым ферментом, необходимым для производства АТФ, основного источника энергии клетки.
Команда протестировала aurB на клеточных линиях, лишенных активного p53, и на мышиных моделях рака предстательной железы, которые больше не реагируют на гормональную терапию. В сочетании с лучевой терапией, стандартным методом лечения рака предстательной железы, aurB значительно снижал рост опухоли без явных признаков токсичности.
«Комбинация значительно усилила активность пептида, и опухоль стала намного меньше», — сказал Ямада. «Этот подход многообещающий. Используя хорошо зарекомендовавшую себя модель метастазирования в большеберцовую кость, мы продемонстрировали значительное подавление роста опухоли на доклиническом этапе».
Следующие шаги к клиническому применению
Исследователи получили патент на aurB при поддержке Управления по управлению технологиями Университета Иллинойса в Чикаго и сейчас изучают возможности перехода к клиническим испытаниям на людях.
Ямада продолжает изучать бактерии как источник новых идей для лекарств. Он считает, что аурацианин может быть лишь одним из многих бактериальных белков, которые можно адаптировать для будущих методов лечения рака.
«Существует множество других бактериальных белков, которые могут стать источником противораковых препаратов», — сказал Ямада. «Мы просто еще не пробовали их».
