Раковым клеткам перекрыли пути синтеза структурных компонентов ДНК
Метаболизм клеток при раке отличается от здоровых. Раковые клетки активно используют аэробный гликолиз (расщепление глюкозы), нестандартные источники энергии; для них характерна гипоксия, повышенный синтез липидов и свободных радикалов, измененная работа митохондрий… Бесконтрольному росту опухоли способствует активация онкогенов и/или блокировка генов-супрессоров опухоли.
Изменение взаимодействия клеточных метаболических сетей часто довольно эффективно – с точки зрения опухоли, при этом изучать его очень сложно. Иногда в нем удается найти «дыры», позволяющие влиять на развитие рака. Недавно ученые из США наметили еще один путь, потенциально закрывающий опухолевым клеткам возможность размножаться.
Известно, что для синтеза нуклеотидов – основных структурных элементов нуклеиновых кислот, ДНК и РНК, клетке необходимы пурины (аденин и гуанин) и пиримидины (цитозин и тимин/урацил). И, к примеру, без пуринов клетки, в том числе раковые, размножаться не могут.

Путь синтеза пуринов – это сложный, многоступенчатый и не до конца изученный процесс. Как выяснили исследователи, значимую роль в нем играют митохондрии – клеточные «электростанции», точнее – фермент сукцинатдегидрогеназа (СДГ) из цикла трикарбоновых кислот, локализованного в этих клеточных органеллах.

Оказалось, что блокирование фермента СДГ – с помощью метода редактирования генома CRISPR-Cas9 либо химических препаратов – подавляет синтез пуринов, негативно влияя на размножение клеток опухоли. Что касается механизма этого действия, то при ингибировании СДГ повышается уровень сукцинита (соли янтарной кислоты), служащего субстратом этого фермента, который мешает работе фермента SHMT2. Последний, в свою очередь, участвует в синтезе молекул, необходимых для производства пуринов, и в результате его блокировки этот синтез прекращается.
Но раковые клетки не сдаются – они переключаются на резервную систему, начиная утилизацию (повторное использование) имеющихся пуринов. Но если одновременно заблокировать и этот резервный путь, то клетки полностью теряют способность синтезировать ДНК.
В экспериментах на культурах раковых клеток и на лабораторных мышах ученые доказали мощный противоопухолевый эффект такого двойного удара по производству пуринов. Комбинируя низкие дозы ингибиторов обоих путей, им удалось добиться синергетического эффекта и эффективно замедлить рост опухолей.
Публикации по теме:
Во власти опухоли: почему метастазы так трудно остановить?
Ингибиторы генетического перепрограммирования – новое слово в терапии рака



