JACS: повышение уровня щелочи в клетках рака запускает их гибель

Ученые из Университета Окаяма нашли способ запускать гибель раковых клеток, повышая их щелочность с помощью света. Работа опубликована в Journal of the American Chemical Society (JACS).

По словам ученых, слишком щелочная среда нарушает работу митохондрий — энергетических станций клеток, — что запускает апоптоз.

Обычно опухолевые клетки избегают этого типа программируемой гибели, изменяя экспрессию белков. По этой причине методы, которые возвращают им чувствительность к апоптозу, рассматриваются как более щадящая альтернатива классической химиотерапии. Одним из таких вариантов стала оптогенетика — активация светочувствительных молекул точечным лазером.

В центре новой работы — микробный белок архейродопсин-3 (AR3). Под действием зеленого света он "выкачивает" ионы водорода из клетки, повышая pH и приводя к сбоям в работе митохондрий. Команда внедрила ген AR3 в клетки двух видов опухолей мышей — колоректального рака (MC38) и меланомы (B16F10). При освещении зеленым светом в клетках с AR3 массово запускался апоптоз: погибало свыше 40% клеток MC38 и более 60% клеток меланомы. При этом без света эффекта не наблюдалось.

После этого исследователи пересадили модифицированные клетки мышам. Когда на сформировавшиеся опухоли направили зеленый лазер, их рост значительно замедлился: через 13 дней размер опухолей с AR3 оказался на 65-75% меньше, чем у контрольных. В случае клеток MC38 также наблюдалась активация иммунных реакций против опухоли.

Ученые подчеркивают: в экспериментах AR3 вводили в клетки заранее, до формирования опухолей.

Чтобы определить, можно ли заставить уже существующие новообразования экспрессировать AR3 и стать чувствительными к световой терапии, необходимы дальнейшие исследования.