В новом исследовании Технологического университета Чалмерса (Chalmers University of Technology), опубликованного в журнале PNAS, ученые показали, что белок Atox1, обнаруженный в клетках рака молочной железы, участвует в процессе метастазирования. Следовательно, белок может быть потенциальным биомаркером для оценки агрессивности заболевания, а также возможной мишенью для новых лекарственных препаратов.
Актуальность проблемы
Рак молочной железы является наиболее распространенной формой рака у женщин во всем мире. Ранняя диагностика и лечение имеют решающее значение для выживаемости. Большинство смертей, связанных с раком молочной железы, происходит из-за того, что раковые клетки покидают первичную опухоль и метастазируют в другие части тела, такие как кости, печень или легкие. Но молекулярные механизмы того, как раковые клетки мигрируют в другие части тела, еще не поняты.
Предыдущие исследования показали, что, как и другие виды рака, рак молочной железы совпадает с более высоким уровнем меди в крови и опухолевых клетках, но использование этой дополнительной меди в раковых клетках неизвестно. Ионы меди и других металлов в нашем организме поглощаются через пищу и жизненно важны для многих биологических функций в небольших контролируемых количествах. Свободные ионы меди токсичны, и поэтому вся медь в нашем организме связана с белками.
Atox1 – это белок, который транспортирует медь к другим белкам в клетках для ферментативных функций.
Материалы и методы обследования
Используя базу данных, ученые идентифицировали все различные медь-связывающие белки у людей, а затем сравнили количество этих белков в раковых и здоровых тканях. Параллельно исследователи проанализировали базу данных зарегистрированных уровней транскриптов Atox1 у 1904 различных пациентов с раком молочной железы, а также время выживания.
Результаты научной работы
Исследователи из Технологического университета Чалмерса в настоящее время определили белок, связывающий медь, который влияет на миграцию клеток рака молочной железы.
«Atox1 был одним из медь-связывающих белков с высокой концентрацией в клетках рака молочной железы», – объясняет автор исследования Пернилла Виттунг-Стафшеде (Pernilla Wittung-Stafshede).
Исследователи обнаружили, что Atox1 находится на переднем крае движущихся раковых клеток, что указывает на то, что белок может участвовать в движении клеток. Используя продвинутую живую клеточную видеомикроскопию, исследователи смогли отследить закономерности движения сотен отдельных раковых клеток, с наличием и без присутствия Atox1. Результаты исследования показали, что Atox1 управляет движением клеток, стимулируя реакционную цепь, состоящую из другого белка- переносчика меди – ATP7A и фермента лизилоксидазы (LOX). Atox1 доставляет медь в ATP7A, который, в свою очередь, доставляет медь в LOX. Для функционирования LOX необходима медь, и уже известно, что LOX участвует во внеклеточных процессах, способствующих движению клеток рака молочной железы.
Ученые обнаружили, что у пациентов с опухолями с высоким уровнем Atox1 время выживания значительно ниже. Поэтому ученые пришли к выводу, что механизм, который они определили в своих экспериментах на клеточных культурах, по-видимому, играет роль в развитии заболевания у пациентов. Это указывает на то, что Atox1 может быть биомаркером для оценки того, насколько агрессивен рак молочной железы. Такую информацию можно использовать, например, для определения целесообразности лечения для удаления меди из организма. Atox1 также может стать мишенью для лекарственных препаратов, чтобы блокировать метастазирование и тем самым увеличить время выживания.
Авторы другого исследования заявили, что изменение формы раковых клеток способно развитию резистентности при раке молочной железы.
