Исследователи из Калифорнийского университета (University of California) в Ирвине открыли новый механизм, который объясняет, как некоторые опухоли вырабатывают устойчивость к определенным лекарственным препаратам от рака. Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, может помочь в разработке новых видов лекарственных средств.
Актуальность проблемы
Ученые знают, что опухоли могут вырабатывать устойчивость к противораковым препаратам. Согласно обзору в журнале Cancers, раковые опухоли вначале реагируют на химиотерапевтические препараты. Однако со временем у них развивается устойчивость (резистентность), которая делает препараты менее эффективными.
Многие факторы позволяют раку накапливать резистентность, поэтому врачи обычно используют комбинацию различных препаратов, чтобы свести к минимуму развитие устойчивости к любому отдельному лекарственному средству от рака.
В новом исследовании ученые выяснили, как процесс, называемый макропиноцитозом, помогает клеткам развивать резистентность. Макропиноцитоз позволяет раковым клеткам потреблять другие мертвые клетки, что дает им энергию и питательные вещества, необходимые для роста.
Макропиноцитоз позволяет раковым клеткам преодолеть две проблемы. Во-первых, препараты от рака обычно нарушают способность опухоли к метаболизму и росту. Во-вторых, кровоток в опухолях зачастую значительно нарушается, и опухоль не может получить доступ к энергии и питательным веществам.
По словам профессора Эйми Эдингер (Aimee Edinger), «раковые клетки требуют огромного количества питательных веществ. Химиотерапия и другие методы лечения, которые повреждают ДНК, заставляют опухолевые клетки активизировать свой метаболизм, чтобы выжить».
«Нацеливание метаболизма ДНК таким образом часто работает некоторое время, но практически у всех пациентов опухолевые клетки становятся резистентными, и лечение становится неэффективным», – говорит профессор Эйми Эдингер. «Используя этот метод очистки, раковые клетки могут получать аминокислоты, сахара, жирные кислоты и нуклеотиды, необходимые им для роста».
Предыдущие исследования показали, что макропиноцитоз позволяет раковым клеткам получать аминокислоты. Новое исследование показывает, что клетки также получают другие макромолекулы, такие как сахара, жирные кислоты и нуклеотиды, которые позволяют им развиваться.
Поскольку раковые клетки продолжают получать необходимое им питание через макропиноцитоз, они становятся устойчивыми к медикаментозной терапии, направленной на этот рост и метаболизм.
Материалы и методы исследования
Чтобы доказать это, исследователи провели множество тестов на различных раковых клетках. Ученые подавляли способность клеток поглощать другие мертвые клетки, а затем изучали эффективность лекарств. Когда ученые подавляли макропиноцитоз, препараты от рака действовали эффективнее.
Результаты научной работы
Агрессивные виды рака более склонны к развитию резистентности к противораковым препаратам. Это происходит потому, что у них выше вероятность развития мутаций, которые сами по себе могут способствовать макропиноцитозу.
По мнению авторов исследования, это означает, что «при использовании в комбинации с лучевой и стандартной химиотерапией ингибиторы макропиноцитоза потенциально могут обеспечить значительное увеличение выживаемости у пациентов с летальным, агрессивным раком».
Авторы надеются, что их выводы помогут в разработке новых видов препаратов, которые будут ингибировать макропиноцитоз.
Эдингер говорит: «Эти знания позволят улучшить отбор биомаркеров в клинических испытаниях лекарственных средств, проводимых в настоящее время, что приведет к улучшению реакции на фармацевтические комбинации. Это также дает сильное обоснование для разработки препаратов, которые нацелены на макрофагальный цитоз и блокируют его».
Авторы другого исследования научились преодолевать резистентность к химиопрепаратам при агрессивных формах рака предстательной железы.
