Ученые объяснили роль важного гена, который повышает шансы выжить при раке простаты

Ученые из Венского медицинского университета выяснили, как ген, кодирующий белок STAT3, через метаболизм влияет на прогрессирование рака простаты и прогноз для больного. Статья об этом опубликована в журнале Molecular Systems Biology.

По данным Статистического управления Австрии, в этой стране рак предстательной железы ежегодно диагностируется приблизительно у 5600 человек — то есть на заболевание приходится порядка четверти всех случаев рака у мужчин. Здесь Австрия не уникальна: это очень распространенная болезнь.

К счастью, несмотря на злокачественность, она не всегда агрессивна и смертельна: у некоторых мужчин заболевание развивается медленно и требует минимального лечения. Однако другой части заболевших повезло меньше, и агрессивные формы прогрессируют очень быстро. От чего это зависит? Ученые стремятся получить более точное представление о сложных механизмах, которые возникают в этих опухолях на молекулярном уровне.

В 2015 году команда, возглавляемая молекулярным патологом Лукасом Кеннером из того же Венского медуниверситета, неожиданно обнаружила, что белок STAT3 играет опухоль-подавляющую роль при раке простаты. На модельных животных (мышах) удалось показать, что прогрессирование заболевания было значительно хуже у зверьков с низким уровнем STAT3 в раковых клетках по сравнению с теми, у кого он был высоким.

Эти результаты послужили отправной точкой для новой работы. В исследовании были проанализированы многочисленные большие наборы данных пациентов и сравнивались больные с высокой и низкой экспрессией STAT3 в ткани. Ученые смогли обнаружить корреляции между характеристиками экспрессии различных кластеров генов.

Исследователи выяснили, что пациенты с низким уровнем STAT3 имеют высокоактивный метаболизм. Метаболизм — особенно клеточное дыхание — гораздо активнее при опухолях предстательной железы, чем в здоровой ткани простаты, что дает опухоли дополнительную энергию для роста. У пациентов с низким уровнем STAT3 наблюдается более высокое клеточное дыхание и более активные опухоли, в которых образуется много новых белков.

Также авторы рассмотрели взаимосвязь между низким уровнем STAT3 и активным метаболизмом с использованием срезов тканей в парафине. Опухолевую ткань отделяли от здоровой с помощью лазерного микроскопа и затем анализировали посредством масс-спектрометрии.

Результаты показали прямую корреляцию между STAT3 и белком PDK4, который замедляет клеточное дыхание. Авторы полагают, что так как у пациентов с низким STAT3 также обнаруживается низкий уровень PDK4, можно предположить, что PDK4 напрямую регулируется STAT3. Это означает, что уровни PDK4 служат хорошим предиктором течения заболевания. Другими словами, у пациентов с раком простаты с низким PDK4 прогноз хуже, чем у пациентов с высоким PDK4.

Ген PDK4 играет важную роль и в развитии других опухолей и заболеваний, таких как диабет. Теперь планируется провести дополнительное исследование для изучения роли PDK4 в лечении рака предстательной железы. Ученые надеются, что их данные могут помочь в будущем улучшить протоколы терапии этого заболевания.