Ученые раскрыли, как аспартат способствует развитию агрессивных метастазов рака


Более половины онкологических пациентов сталкиваются с метастазами в легких, когда рак распространяется за пределы первичного очага.
Легкие оказываются привлекательной средой для распространения раковых клеток, но до недавнего времени причины этого были недостаточно изучены.
Команда исследователей под руководством профессора Сары-Марии Фендт из Центра онкологической биологии VIB-KU Leuven провела глубокий анализ, чтобы выяснить, что делает легкие столь благоприятной средой для метастазирования рака.
Альтернативная программа трансляции в раковых клетках
Исследователи сосредоточились на изучении экспрессии генов в клетках агрессивных метастазов в легких.
Они обнаружили доказательства существования альтернативной программы трансляции — процесса, при котором генетический код используется в качестве чертежа для синтеза белков в клетках.
Изменения в этой программе приводят к образованию новых наборов белков, которые помогают раковым клеткам адаптироваться и активно расти в легочной среде.
Роль аспартата в метастазировании
Джиневра Доглиони, аспирантка лаборатории профессора Фендт и первый автор исследования, опубликованного в журнале «Nature», отмечает: «Мы обнаружили высокие уровни аспартата в легких как у мышей с метастатическим раком молочной железы, так и у пациентов с раком груди по сравнению с теми, у кого рака нет. Это указывает на то, что аспартат может играть важную роль в развитии метастазов в легких».
Аспартат — это аминокислота, обычно присутствующая в низких концентрациях в плазме крови. Однако удивительно высокие уровни аспартата были обнаружены именно в легких мышей с метастазами рака молочной железы.
Запуск альтернативной трансляционной программы
Многие белки могут влиять на процесс трансляции, включая так называемые факторы инициации.
Один из них — eIF5A — был обнаружен в активированной форме благодаря модификации, называемой гипузинацией.
Эта модификация связана с повышенной агрессивностью метастатических раковых клеток в легких.
Неожиданным открытием стало то, что аспартат не проникал внутрь раковых клеток.
Вместо этого он активировал рецептор NMDA на поверхности клеток.
Активация этого рецептора запускала каскад сигналов, который в конечном итоге приводил к гипузинированию eIF5A.
Это, в свою очередь, запускало альтернативную трансляционную программу, повышающую способность раковых клеток изменять окружающую среду и способствовать агрессивному росту.
Клиническое значение и перспективы
При исследовании образцов опухолей легких у пациентов с метастатическим раком молочной железы ученые обнаружили аналогичную трансляционную программу и повышенную экспрессию аспартат-связывающей субъединицы рецептора NMDA по сравнению с метастазами в других органах.
Профессор Сара-Мария Фендт поясняет: «Эта корреляция подчеркивает значимость наших результатов в клиническом контексте. Это позволяет предположить, что сигнализация аспартата может быть общей чертой раковых клеток, растущих в легких. Более того, существуют препараты, нацеленные на выявленный нами механизм. Поэтому при дальнейших исследованиях возможно перенести эти результаты в клиническую практику».
Заключение
Открытие роли аспартата в развитии агрессивных метастазов рака в легких представляет новые возможности для разработки целевых терапевтических подходов.
Понимание механизма, посредством которого аспартат влияет на раковые клетки, позволяет ученым двигаться ближе к созданию эффективных методов лечения, направленных на предотвращение и контроль метастазирования в легкие.
источник