Двухцелевой подход в онкологии
Исследователи из Техасского университета в Остине представили новый экспериментальный препарат, предназначенный для нарушения метаболизма раковых клеток путем воздействия на два их источника энергии: сахар и жиры. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Chemical Biology, описывают механизм, который по сути принуждает раковые клетки к фатальному метаболическому дисбалансу.
Раковые клетки известны своим высоким уровнем метаболизма, часто потребляя огромное количество глюкозы для обеспечения быстрого деления. В то время как предыдущие терапевтические усилия были сосредоточены на «голодании» опухолей путем ограничения поступления глюкозы, команда ученых из UT Austin под руководством доцента молекулярных бионаук Сяолу (Лулу) Лим Анг Камбронн и доцента химии Кена Сю выбрала более агрессивный, двухцелевой подход.
Механизм «двуглавого дракона»
Экспериментальное соединение, которое исследовательская группа называет «двуглавым драконом», работает через двухкомпонентную молекулярную структуру, известную как электрофильно-лекарственные конъюгаты (EDC). Первый компонент, молекула XJ-4-85, воздействует на фермент PFKL, который регулирует расщепление сахара. Вместо того чтобы блокировать этот процесс, препарат заставляет фермент работать в режиме перегрузки, вынуждая раковую клетку потреблять сахар с неустойчивой скоростью.
Одновременно вторая часть препарата воздействует на фермент CPT2, необходимый для расщепления жирных кислот. Заставляя клетку работать в режиме «глюкозной перегрузки» и одновременно отключая способность перерабатывать жиры, препарат вызывает экстремальный метаболический стресс, приводящий к запрограммированной гибели раковой клетки. В лабораторных условиях этот метод оказался эффективным против нескольких видов агрессивного рака человека, включая меланому, лейкемию, рак молочной железы, легких и печени, а также нейробластому.
Преимущества перед антитело-лекарственными конъюгатами
Исследователи подчеркивают, что, хотя их подход имеет концептуальное сходство с антитело-лекарственными конъюгатами (ADC), платформа EDC предлагает ряд преимуществ. По словам Кена Сю, ADC часто сложны в производстве, а их размер ограничивает способность воздействовать на белки, расположенные глубоко внутри клетки.
«Мы рассматриваем это новое соединение как полностью химический аналог ADC», — отметил Сю. «Их гораздо проще производить. А поскольку они меньше, они способны воздействовать даже на белки, находящиеся внутри клеток».
Дальнейшие шаги и клиническое применение
Хотя результаты на мышах — особенно в отношении агрессивной меланомы — обнадеживают, исследование находится на ранней стадии. Команда подчеркивает, что перед рассмотрением возможности проведения клинических испытаний на людях необходимы значительные дополнительные лабораторные проверки и оценки безопасности. Клаудия Лучинетти, доктор медицины и старший вице-президент по медицинским вопросам UT Austin, заявила, что цель состоит в создании бесшовного пути от фундаментального химического открытия до клинической диагностики и лечения.
Помимо онкологии, команда считает, что платформа EDC может иметь более широкое применение для лечения других заболеваний, связанных с метаболизмом. Проект был поддержан широкой коалицией организаций, включая Национальные институты здравоохранения, Институт профилактики и исследования рака Техаса (CPRIT) и Фонд Марка по борьбе с раком.