Znajdź zawartość

Białka z rodziny kaspaz od lat kojarzone są z udziałem w procesie apoptozy, czyli kontrolowanej śmierci komórek. Sporym zaskoczeniem musiało być w związku z tym odkrycie, iż jedna z protein z tej grupy może odgrywać zupełnie przeciwną rolę i działać jako promotor wzrostu komórek nowotworowych. Autorami odkrycia, o którym poinformowało czasopismo Cancer Research, są badacze z Centrum Onkologii w Burnham kierowani przez dr Kristiinę Vuori. Jak zauważono podczas badań nad jedną z kaspaz, oznaczoną numerem 8, jest ona istotnym białkiem biorącym udział w szlaku przekaźnictwa sygnałowego, którego aktywacja może prowadzić do wzrostu częstotliwości podziałów komórkowych oraz pobudzenia migracji komórek nerwiaka płodowego - jednego z nowotworów układu nerwowego. Jak wykazały dalsze badania, cząsteczka kaspazy 8 zawiera charakterystyczny fragment zdolny naśladować swoim działaniem funkcję nabłonkowego czynnika wzrostu (epidermal growth factor - EGF) - jednej z najważniejszych cząsteczek stymulujących podziały komórkowe. Aktywność tej ostatniej przyśpiesza rozrost nowotworu oraz zwiększa prawdopodobieństwo pojawienia się tzw. nacieków nowotworowych, czyli miejsc, w których patologiczne komórki dążą do oddzielenia się od głównej masy guza i "atakują" otaczającą tkankę. Choć kaspaza 8 jest zaangażowana w apoptozę, [kodujący ją gen] rzadko zostaje usunięty lub wyciszony w guzach, co sugeruje, że daje ona jakąś przewagę komórkom nowotworowym - opowiada dr Darren Finlay, kolejny autor badania. Jak tłumaczy, jego zespół jest pierwszym na świecie, który wyjaśnił, skąd bierze się opisywane, z pozoru paradoksalne zjawisko. Dzięki wysiłkom badaczy z Burnham kaspaza 8 może stać się atrakcyjnym celem nowoczesnych terapii przeciwnowotworowych. Wiele wskazuje na to, że zablokowanie jej zdolności do naśladowania roli EGF może ułatwić leczenie wielu przypadków nowotworów.

Amerykańskim uczonym udało się ponownie uruchomić mechanizm śmierci komórek nowotworowych w wyniku tzw. apoptozy. Jest to niezwykle ważne osiągnięcie, ponieważ w komórkach nowotworowych często dochodzi do genetycznej modyfikacji, która blokuje ten proces, pozwalając im się namnażać bez ograniczeń. Podczas przygotowań do apoptozy w komórce zachodzi cały ciąg reakcji. Pod koniec dochodzi do aktywacji prokaspazy-3. Następnie przekształca się ona w kaspazę-3, enzym proteolityczny doprowadzający ostatecznie do śmierci komórki. Zadanie kaspaz polega na "cięciu" wielu białek komórkowych. Po przesłaniu sygnału śmierci zostaje uruchomiona niemożliwa do zatrzymania kaskada kaspaz (proteolityczna). Chemik Paul Hergenrother z University of Illinois i jego międzynarodowy zespół odkryli, że związek aktywujący prokaspazę-3 może być skuteczny w zabijaniu nowotworów, ponieważ w wielu guzach występuje podwyższone stężenie prokaspazy, pomimo ich niezdolności do ukończenia procesu apoptozy. Naukowcy przebadali pod kątem zdolności do aktywacji aż 20.500 spokrewnionych związków. Na końcu zredukowali ich liczbę do 5. Tylko jeden wykazywał stale rosnący silny efekt przy wzrastających dawkach — PAC-1 (od ang. procaspase activating compound). Zidentyfikowaliśmy syntetyczny składnik, który bezpośrednio aktywuje prokaspazę-3 i indukuje apoptozę — powiedział Hergenrother. Poprzez obejście uszkodzonej części obwodu możemy wykorzystać własną maszynerię komórek do ich zniszczenia. Badacze przetestowali skuteczność PAC-1 na komórkach nowotworów okrężnicy 23 pacjentów. Komórki guzów miały niemal 8-krotnie wyższe stężenie prokaspazy-3 niż zdrowe komórki okrężnicy i okazały się bardziej wrażliwe na PAC-1. W jednym przypadku komórki rakowe były aż 2000 (!) razy bardziej wrażliwe na wywoływaną przez PAC-1 apoptozę niż zdrowe komórki otaczających tkanek. Działo się tak ze względu na nagromadzenie znacznych ilości enzymu (kaspazy). W eksperymentach na myszach wykazano skuteczność PAC-1 w odniesieniu do guzów nerek i płuc. Szczegółowe wyniki badań można znaleźć w piśmie Nature Chemical Biology.