Ученые из Медицинского института открытий Санфорд Бернем Пребис (Sanford Burnham Prebys) нашли новый способ уничтожения раковых клеток поджелудочной железы, нарушая рН-равновесие. В исследовании, опубликованном в журнале Cancer Discovery, сообщается, что истощение белка ионного транспорта снижает pH, тем самым препятствуя росту раковых клеток поджелудочной железы.
«Наше исследование показывает, что вмешательство в клеточный рН представляет собой новый терапевтический путь лечения рака поджелудочной железы, одного из самых смертельных видов рака, для которого в настоящее время нет эффективного лечения», – комментирует ведущий автор исследования Козимо Коммиссо (Cosimo Commisso). «Мы показали, что натриево-водородный обменник под названием NHE7 играет важную роль в опухолях поджелудочной железы, и, подавляя его, мы можем способствовать гибели раковых клеток».
Актуальность проблемы
«Прогнозируется, что рак поджелудочной железы вскоре станет второй по значимости причиной смертности от рака в США», – комментирует Коммиссо. «Учитывая, что пятилетняя выживаемость для людей, у которых недавно был диагностирован диагноз, составляет менее 10%, совершенно очевидно, что нам нужны более эффективные методы лечения, а поиск новых мишеней для лечения рака может помочь нам адаптировать лечение и, возможно, спасти жизни многих других пациентов».
Раковые клетки поджелудочной железы, как и все раковые клетки, постоянно нуждаются в энергии для поддержки своего роста и развития. Чтобы удовлетворить эти энергетические потребности, клетки ускоряют метаболические пути, которые не используются здоровыми клетками, и, как следствие, производят избыток кислоты, которую необходимо удалить. Ученые все больше внимания уделяют манипулированию рН раковых клеток как подходу к лечению раковых заболеваний, не имеющих эффективных методов лечения.
Натрий-водородные обменные белки
Семейство натриево-водородных обменников – NHE – это транспортные белки, которые регулируют внутренний pH клеток и их органелл, таких как эндосомы и аппарат Гольджи. NHE расположены в мембранах и работают путем обмена ионов водорода (H +) на ионы натрия (Na +) и необходимы для правильного функционирования клеток.
«Мы выдвинули гипотезу о том, что повышенное производство кислоты, которое происходит в опухолевых клетках, может быть использовано в качестве терапевтической уязвимости, поэтому мы искали стратегию, специально предназначенную для этого», – комментирует автор исследования Коэн Галенкамп (Koen Galenkamp).
Результаты научного исследования
Изучив ряд баз данных по раку поджелудочной железы, авторы обнаружили, что уровни NHE7 были выше в опухолях по сравнению с нормальной поджелудочной железой и наиболее высокими в опухолях пациентов с самыми плохими прогнозами.
Получив эту информацию, исследовательская группа намеревалась понять роль NHE7 в клетках рака поджелудочной железы. Ученые обнаружили, что NHE7 локализуется в аппарате Гольджи, тем самым импортируя ионы водорода и создавая кислотную среду и соответствующую щелочную цитоплазму, которая поддерживает метаболизм раковых клеток.
«Это привело нас к проверке, можем ли мы сделать клетки поджелудочной железы уязвимыми, отключив или исключив NHE7, чтобы подорвать щелочной цитоплазматический рН, который им необходим для поддержания формы», – добавляет Галенкамп.
В ходе серии экспериментов на клетках рака поджелудочной железы исследовательская группа показала, что подавление NHE7 снижает рН цитоплазмы клетки, вызывая гибель клетки. Важно отметить, что у мышей, которым трансплантировали опухоли человека, избавление от NHE7 вызывало сокращение или полное прекращение роста опухолей.
«Это исследование иллюстрирует возможность целевого баланса pH как подхода к борьбе с раком поджелудочной железы. Наш следующий шаг – поиск путей отключения NHE7 и ограничение способности Гольджи улавливать кислоту. В случае успеха раковые клетки не смогут поддерживать надлежащий уровень pH, необходимый им для роста», – резюмирует Коммиссо.
Авторы другого исследования установили, что бактерии языка помогут диагностировать рак поджелудочной железы.
