Ново изследване показва, че семейство химични съединения, наречени полиамини, може да ускорява растежа на раковите клетки. Проучването, ръководено от учени от Токийския университет по наука, дава нови насоки както за изследванията върху лечението на рак, така и за разработването на терапии против стареене.
Полиамините са жизненоважни молекули, които се срещат във всички живи клетки. Сред тях са съединения като спермидин и путресцин, които участват в процеси, свързани с клетъчния растеж и синтеза на белтъци.
Предишни изследвания с животински модели свързват спермидина с по-дълга продължителност на живота, по-добро здраве и по-слабо изразена възрастова загуба на паметта. Затова веществото се среща и в редица хранителни добавки, рекламирани като средства за поддържане на здравето.
В същото време обаче учени са установили, че спермидинът и други полиамини могат да бъдат свързани и с разпространението на ракови клетки. Целта на новото изследване е да разгледа по-внимателно тази връзка и биологичните механизми зад нея – особено начина, по който раковите клетки разграждат захар без да използват кислород, дори когато той е наличен.
Изследователите използват лабораторни култури от клетки на рак на маточната шийка и рак на гърдата, за да наблюдават как туморните клетки реагират на различни промени. Особено внимание е обърнато на два много сходни белтъка – eIF5A1 и eIF5A2.
Макар че имат почти еднакви аминокиселинни последователности, те изпълняват различни роли. Белтъкът eIF5A1 е важен за нормалното функциониране на здравите клетки, докато eIF5A2 се смята за свързан с растежа и развитието на тумори.
Тъй като полиамините влияят върху производството на тези белтъци, учените предполагат, че именно те могат да обяснят двойствената роля на спермидина – едновременно като потенциално вещество против стареене и като фактор, подпомагащ развитието на рак.
Чрез лекарства и генетични техники изследователите променят нивата на полиамини и на двата белтъка в раковите клетки. Наблюденията показват, че полиамините насочват клетките към тип метаболизъм, известен като аеробна гликолиза – предпочитан начин на производство на енергия за много тумори. Освен това те повишават нивата на eIF5A2, главно като премахват естествена „спирачка“ върху неговото производство – молекула РНК, наречена miR-6514-5p.
Когато полиамините или белтъкът eIF5A2 са премахнати от клетките, растежът на раковите клетки намалява значително. Когато спермидинът бъде добавен отново, туморните клетки възстановяват способността си да се размножават бързо. Това е силно доказателство, че спермидинът може да играе важна роля в разрастването на тумори.
Биохимикът Кьохей Хигаши от Токийския университет по наука обяснява, че действието на полиамините се различава в здрави и в ракови тъкани. В нормалните клетки активираният от полиамините белтък eIF5A1 подпомага митохондриите чрез процеса автофагия. В раковите тъкани обаче синтезът на eIF5A2 се засилва и този белтък регулира експресията на гени по начин, който улеснява размножаването на раковите клетки.
Изследването не показва, че спермидинът или полиамините причиняват рак. По-скоро резултатите сочат, че когато туморът вече е възникнал поради други биологични причини, раковите клетки могат да използват предимствата на полиамините, за да растат и да се разпространяват по-лесно.
По-доброто разбиране на ролята на eIF5A2 и miR-6514-5p може да помогне на учените да разработят нови терапевтични стратегии. Ако се намери начин взаимодействието между тези молекули да бъде блокирано, може да се нарушат ключови механизми, от които туморите зависят.
Засега обаче изследването е проведено само върху клетъчни култури в лабораторни условия, което означава, че са необходими още много проучвания, преди подобни идеи да доведат до реални лекарства.
Резултатите са публикувани в научното списание Journal of Biological Chemistry.
