Ниссим Хэй, профессор биохимии и молекулярной генетики. Фото: Кэтрин Маркетти
Исследователи из Университета Иллинойса в Чикагском медицинском колледже определили характеристику, уникальную для раковых клеток в животной модели рака, и считают, что ее можно использовать в качестве мишени для разработки новых стратегий лечения.
Фермент, который метаболизирует глюкозу, необходимую для роста опухоли, обнаруживается в высоких концентрациях в раковых клетках, но в очень немногих нормальных тканях взрослого человека. Удаление гена фермента остановило рост рака у лабораторных мышей без каких-либо побочных эффектов, сообщает Ниссим Хэй, профессор биохимии и молекулярной генетики UIC, и его коллеги в выпуске «Cancer Cell» от 12 августа.
Нацеливание на метаболизм глюкозы для лечения рака – при одновременном избежании побочных эффектов на другие части тела – было "под вопросом" стратегия, сказал Хэй. Но он и его коллеги показали, что фермент метаболизма глюкозы гексокиназа-2 может быть почти полностью устранен у взрослых мышей, не влияя на нормальные метаболические функции или продолжительность жизни.
Гексокиназа-2 в изобилии присутствует в эмбрионах, но отсутствует в большинстве взрослых клеток, где соответствующие ферменты берут на себя ее роль в метаболизме. Одним из изменений, которые маркируют клетку как злокачественную, является экспрессия эмбрионального фермента. Хэй и его коллеги показали, что эмбриональная версия необходима для размножения и роста раковых клеток, и что ее устранение останавливает рост опухоли.
Они разработали линию мышей, в которых они могли заглушить или удалить ген HK2 у взрослого животного, и они обнаружили, что эти мыши не могли развить или поддерживать опухоли рака легких или груди, но в остальном были нормальными и здоровыми.
"Мы системно удалили ген HK2 у этих мышей, и они живут уже более двух лет. Продолжительность их жизни такая же, как у обычных мышей," Хэй сказал.
Исследователи также изучили клетки рака легких и груди человека в лаборатории и обнаружили, что если они устранят весь HK2, клетки перестанут расти.
"Мы думаем, что процесс, который мы использовали для удаления гена HK2, не совсем идеален, поэтому у мышей должен быть низкий уровень HK2. Но этого кажется достаточно для клеток, которые используют HK2, и терапевтические эффекты на опухоли у этих мышей стабильны."
Хэй считает, что фермент участвует в создании строительных блоков для ДНК раковых клеток, которым требуется много всех клеточных компонентов, поскольку они быстро делятся. "Без HK2 раковые клетки не производят достаточно ДНК для новых клеток, поэтому рост опухоли останавливается," сказал Хэй.