Новое вещество убивает раковые клетки, лишая их энергии

Раковые клетки растут так быстро, что могут опередить развитие своего кровоснабжения и остаться без кислорода. Тогда клетки переходят к производству энергии другим способом - с меньшим потреблением кислорода, но с большим потреблением сахара.

Исследователи Центра всестороннего изучения рака Государственного университета Огайо (Ohio State University Comprehensive Cancer Center), Онкологической больницы Артура Джеймса (Arthur G. James Cancer Hospital) и Научно-исследовательского института Ричарда Солова (Richard J. Solove Research Institute) создали экспериментальный лекарственный препарат, ограничивающий поступление сахара, что приводит к самоуничтожению клеток.

Вещество OSU-CG12 является примером нового класса противоопухолевых препаратов, называемых энергорестриктивными миметиками (energy-restriction mimetic agents). Оно описано в статье, недавно опубликованной в журнале Journal of Biological Chemistry.

«Ограничение выработки энергии может стать новой мощной стратегией лечения рака, так как мишенью препаратов в этом случае является механизм выживания клеток, используемый во многих формах рака», - говорит руководитель исследования Цинь-Ши Чен (Ching-Shih Chen), профессор медицинской химии, терапии и урологии.

«Наше исследование доказывает, что новое вещество убивает раковые клетки благодаря ограничению энергии. Это означает, что можно создать лекарственные препараты, нацеленные на ограничение энергии, и это замечательно, так как энергорестриктивные миметические средства могут оказаться полезными для лечения и других заболеваний, включая метаболический синдром, диабет, сердечно-сосудистые заболевания и ожирение», - говорит Чен.

Энергорестриктивные миметики вызывают в раковых клетках изменения, подобные тем, которые происходят в них в условиях отсутствия главного источника энергии – сахара глюкозы.

Разработку нового вещества Чен и его коллеги начали с препарата, называемого циглитазон (ciglitazone), который был разработан для лечения сахарного диабета II типа, но в лабораторных экспериментах проявлял и противораковую активность.

Оригинальный препарат проявлял антидиабетические свойства путем активации белка PPAR-гамма и нескольких генов. Считалось, что за его противораковые эффекты ответственен тот же механизм. Однако Чен и его коллеги показали, что противоопухолевые эффекты препарата проявлялись благодаря другому механизму, а именно, ограничению выработки энергии.

Для усиления такой активности они изменили структуру циглитазона и получили OSU-CG12. Используя культуры клеток рака простаты и рака молочной железы, ученые показали, что новое вещество в 10 раз лучше уничтожало раковые клетки, чем циглитазон и другой препарат – ресвератрол, натуральное вещество, найденное в винограде и красном вине, имеющее некоторую противораковую активность и работающее также за счет ограничения энергии.

Более того, они показали, что новое вещество как предотвращает поступление глюкозы в клетку, так и подавляет способность клетки к ее усвоению.

Лишенные топлива, раковые клетки начинает самопереваривание, процесс, называемый аутофагией, сопровождающийся другими биохимическими событиями, ведущими к смерти клетки в результате естественного процесса – апоптоза.

Чен и его коллеги продолжают модификацию OSU-CG12 с целью дальнейшего увеличения эффективности. Они также надеются испытать свой препарат на моделях других заболеваний, таких как сердечно-сосудистые болезни и болезнь Альцгеймера.

Источник: Нанотехнологии в медицине и биологии