Бразильский токсин осы убивает раковые клетки

Яд бразильской осы, Polybia paulista, содержит мощный токсин, который убивает раковые клетки, не повреждая здоровые клетки. Теперь группа ученых из Государственного университета Паулиста (UNESP) и Университета Лидса, Англия, обнаружили, как именно токсин, названный MP1, может исключительно открывать дыры в раковых клетках, разрушая их.

Ученые считают, что исследование, опубликованное во вторник в журнале Biophysical Journal, может вдохновить создание беспрецедентного класса противораковых лекарств. По словам одного из авторов исследования, Пола Билса из английского университета, токсин MP1 не влияет на нормальные клетки, но взаимодействует с липидами - молочными молекулами, которые аномально распределяются только на поверхности раковых клеток. При контакте с мембраной этих клеток токсин открывает отверстия, через которые выделяются молекулы, необходимые для его работы.

«Лечение рака, которое воздействует на липидную композицию клеточной мембраны, было бы совершенно новым классом противоопухолевых препаратов. Это может быть полезно для разработки новых комбинированных методов лечения, в которых для лечения рака используются различные препараты, воздействуя на различные части их клетки одновременно ", сказал Билс.

По словам другого из авторов, Жоао Руджеро Нету, из физического факультета Unesp в Сан-Хосе-ду-Риу-Прету, Polybia paulista была обнаружена и описана профессором Марио Пальма из Unesp de Rio Claro. Ученые уже изучили токсин MP1 и знали, что он действует против болезнетворных микробов, разрушая мембрану бактериальных клеток. Позже исследования показали, что токсин обещает защитить человека от рака и обладает способностью ингибировать рост опухолевых клеток простаты и мочевого пузыря, а также клеток лейкемии, устойчивых к лекарственным средствам.

Однако до сих пор не было известно, как MP1 способен избирательно разрушать опухолевые клетки без повреждения здоровых клеток. «Так как мы описали токсический токсин этой осы в 2009 году, мы знали, что он содержит пептиды с сильным антибактериальным свойством, действуя как мощный антибиотик.

Позже корейские и китайские исследователи начали работать с этими пептидами на раковых клетках, и мы пошли изучать их действие на лейкозные лимфоциты », - сказал Нето газете Estado de S. Paulo.

механизм

Затем группа Unesp подтвердила, что токсины были чрезвычайно селективными, распознавая только лейкозные лимфоциты, а не здоровые. Они начали подозревать, что объяснение этой избирательности связано с уникальными свойствами мембран раковых клеток. «Мы пошли исследовать механизм», - сказал Нето. По его словам, в здоровых клеточных мембранах фосфолипиды, называемые PS и PE, расположены на внутренней мембране, обращенной внутрь клетки. Но в раковых клетках PS и PE встраиваются во внешнюю мембрану, обращаясь к окружающей среде вокруг клетки. Ученые проверили свою теорию, создав модельные мембраны, содержащие ПЭ и ПС, и подвергли их воздействию MP1. Они использовали широкий спектр биофизических методов и методов визуализации для характеристики разрушительного воздействия MP1 на мембраны.

Результат был поразительным: присутствие PS увеличилось в 7-8 раз по сравнению с количеством мембраносвязанного MP1. Присутствие PE, с другой стороны, увеличило способность MP1 быстро повредить мембрану, увеличив размер отверстия в 20-30 раз. «Сформированные в течение нескольких секунд, эти поры достаточно велики, чтобы позволить утечку критических клеточных молекул, таких как РНК и белки. Резкое усиление индуцированной токсинами проницаемости в присутствии PE и размер пор в этих мембранах были удивительными». сказал нето.

потенциал

В будущих исследованиях ученые планируют изменить аминокислотную последовательность MP1, чтобы изучить, как структура токсина связана с его функцией, чтобы повысить его селективность и эффективность в клинических целях. По словам Била, понимание механизма действия этого токсина поможет трансляционным исследованиям, то есть клинически прикладным научным исследованиям, оценить его потенциал для использования в медицине в будущем. «Как было показано в лаборатории, токсин селективен для раковых клеток и не токсичен для нормальных клеток, он потенциально может быть безопасным. Но для этого потребуется дополнительная работа», - сказал Бил.

Фабио де Кастро - Сан-Паулу