Раковым клеткам отключат электричество

Американские ученые нашли белок, который отвечает за энергоснабжение раковых опухолей. Теперь исследователи утверждают, что можно найти способ, который позволит блокировать его работу и тем самым оставить раковые клетки без источника энергии.

Исследование проводили ученые из трех институтов США – Лангонского медицинского центра, Национального института аллергии и инфекционных болезней и Национального института здоровья. Согласно опубликованным в журнале Science выводам, блокада действия белка STAT3 может оставить раковые клетки без необходимой им энергии.
Клеточные электростанции

В своей работе ученые обратили внимание на внутриклеточные образования – митохондрии. Это структуры вытянутой формы, которые обеспечивают клетку значительной частью энергии в виде молекул АТФ, которые являются универсальным клеточным горючим.



АТФ-синтетаза - это образование, которое синтезирует молекулы АТФ, клеточного горючего, за счет электрического напряжения. В матриксе, внутри митохондрии, происходит часть реакций, необходимых для расщепления глюкозы - на этом рисунке с сайта wikipedia.org показано внутреннее устройство \"клеточной электростанции\".

Молекулы АТФ используются клетками для разных целей – для передвижения, если клетка на это способна, или для починки поврежденной радиацией или химикатами ДНК. При помощи АТФ нейроны обеспечивают прием и передачу нервных импульсов, за счет чего мышцы сокращаются. Сперматозоидам АТФ нужен для движения, клеткам печени – для проведения химических реакций, а раковые клетки злоупотребляют универсальным горючим для бесконтрольного деления и роста.

Сравнение электростанций с митохондриями сделано не случайно. Дело в том, что у митохондрий двойная мембрана, и между этими мембранами существует постоянное электрическое напряжение. Небольшое по меркам электроники – всего около четверти вольта, – но клетке этого достаточно.

На внутренней стороне мембраны закреплены тысячи микроскопических образований, которые используют электрическое напряжение для сборки из имеющихся в клетке полуфабрикатов молекул АТФ. Когда АТФ расходуется клеткой, молекула снова разваливается на составные части, их опять подбирают митохондрии – и процесс повторяется.
Захватить генераторы!

Группа Дэвида Леви изучала белок STAT3, название которого расшифровывается как signal transducer and activators of transcription («передатчик сигнала и переключатель активности генов»). Этот белок, впервые выделенный еще в 1990-х гг., относится к группе молекулярных переключателей и отвечает сразу за множество различных функций, в том числе за ряд процессов, связанных с подавлением инфекций иммунной системой.

Ученые, однако, выявили и побочный эффект STAT3: он участвует в регуляции работы митохондрий, обеспечивая раковые клетки энергией в их патологическом делении. Почему STAT3 выступает в роли генератора, остается до конца не выясненным. Но американские исследователи считают, что при помощи лекарств можно попытаться блокировать STAT3.

Сейчас, как сообщают ученые, основной задачей является сопоставление здоровых и раковых клеток, то есть поиск отличий, заставляющих белок переключать активность митохондрий. После того как такие отличия будут выявлены, останется только подобрать нетоксичное и высокоизбирательное лекарство для целенаправленного «отключения электричества» клеткам при злокачественных онкологических заболеваниях, уверены исследователи.