Устойчивость раковых клеток легкого к препаратам зависит от витамина В1

Работа, опубликованная в журнале Frontiers in Genetics, поддержана грантом Российского научного фонда (РНФ). «Мы показали, что эффективность противоопухолевой терапии может зависеть от комбинации адаптаций раковых клеток к противоопухолевым препаратам и доступности клеткам тиамина. Наша работа по исследованию молекулярных механизмов формирования устойчивости раковых клеток к химиотерапии хорошо согласуется с независимо полученными результатами, что нанокапсулы, содержащие противораковые препараты совместно с тиамином, усиливают терапевтическое действие таковых», — комментирует руководитель проекта по гранту РНФ Виктория Буник, доктор химических наук, профессор факультета биоинженерии и биоинформатики Московского государственного университета и Сеченовского университета.

Огромное число людей в России страдает от различных видов онкологических заболеваний. По статистике, на диспансерном учете стоят более 3,7 миллионов человек, а ежегодный прирост составляет более 640 тысяч. Злокачественные опухоли могут образовываться в любой части тела. Болезнь приводит к тому, что нормальные клетки заменяются раковыми, которые не только теряют свои тканеспецифичные особенности, но и приобретают возможность бесконтрольно делиться — в результате опухоль растет. За счет того, что изменяются механизмы клеточной адгезии, то есть прикрепления, такие дефектные клетки могут проникать в другие части тела, даже очень удаленные. Там они образуют метастазы.

Опухоли влияют на окружающие ткани, сдавливая их, а также могут вызывать общие нарушения обмена веществ вплоть до сильного истощения больного, которое может сопровождаться дефицитом витаминов. Врачи применяют различные методы для борьбы с раком, например хирургическое удаление опухолей или химиотерапию. Однако они все еще не показывают желаемых результатов. В частности, очень опасен рак легкого из-за метастазирования и высокой степени адаптации к воздействию противоопухолевых препаратов.

Витамин B1, или тиамин, в наши дни широко используется в медицине и косметологии. Например, он может блокировать процессы старения на клеточном уровне, поддерживать работу сердца, желудка, а также улучшать работу мозга. В целом витамин В1 незаменим для нормального функционирования всего организма. Зачастую у онкобольных наблюдается сильный дефицит тиамина, особенно это проявляется у тех, кто проходит химиотерапию — витамин просто не усваивается. Недостаток тиамина приводит к сильному ухудшению эмоционального состояния, вплоть до развития депрессии и нервозности, а также снижению активности головного мозга и нарушению координации движения.

Ученые из Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова исследовали, каким образом насыщение клеток тиамином может влиять на эффективность противоопухолевых препаратов. В работе использовали универсальный цисплатин (противоопухолевый препарат, – NS) и клетки рака легких. Состояние выживших после эксперимента клеток оценивали, измеряя яркость специального красителя — индикатора способности клеток к размножению. С помощью методов молекулярной биологии ученые получили клетки рака легкого с пониженной способностью синтезировать белок, регулирующий скорость их деления и обеспечивающий противоопухолевое действие цисплатина.

Ученые показали, что быстрое размножение и устойчивость таких модифицированных клеток рака легкого к цисплатину определяется изменением их обмена веществ в части митохондриального окисления аминокислоты глутамата, зависящего от витамина В1. Если тиамин присутствовал в окружающей среде, то модифицированные клетки лучше сопротивлялись цисплатину, чем обычные. Однако в противном случае они были более подвержены действию препарата.

Важно отметить, что при недостатке тиамина скорость размножения снижалась у обоих изученных видов клеток рака легкого, то есть дефицит тиамина в клетках имел противоопухолевый эффект. Однако при дефиците витамина В1 цисплатин переставал убивать клетки, которые в тиамин-содержащей среде обладали малой устойчивостью к цисплатину (то есть немодифицированные).

Таким образом, исследование показало, что устойчивость клеток рака легкого к действию цисплатина может быть связана с состоянием тиаминового дефицита таких клеток, часто наблюдаемого у онкобольных. С другой стороны, когда раковые клетки приспосабливаются к действию цисплатина за счет изменения своего обмена веществ — например, путем модификации синтеза клеточных белков — тиаминовый дефицит может усилить антираковое действие цисплатина. 

РНФ

61 статей

РНФ осуществляет финансовую и организационную поддержку фундаментальных и поисковых научных исследований посредством финансирования прошедших конкурсный отбор научных, научно-технических программ и проектов.

Показать больше