Инфекция у рыб поможет создать лекарство от рака крови
Российские специалисты выделили из бактерии — родственницы возбудителя бубонной чумы, которая не заразна для человека, но вызывает у рыб кишечную инфекцию, перспективный для онкомедицины белок. Как показали исследования на животных, он оказывает токсическое действие на раковые клетки крови. Ученые полагают, что на основе этого соединения можно сделать препарат для химиотерапии, который будет оказывать прицельное воздействие на рак.
Рыбья хворь
Ученые Тихоокеанского института биоорганической химии им. Г.Б. Елякова (ТИБОХ) ДВО РАН и Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) опубликовали в международном журнале Microbial Pathogenesis статью о новом противораковом соединении. Они показали, что белок-порин, выделенный из наружной мембраны водной бактерии Yersinia ruckeri (иерсиния рукери), может влиять на изменение цикла роста клеток рака крови человека.
Бактерии Yersinia ruckeri (фото: Encyclopædia Britannica)
Известно, что водная бактерия Yersinia ruckeri вызывает кишечную инфекцию у рыб и приходится дальней «родственницей» чумной палочке (Yersinia pestis — инфекционный агент бубонной чумы, также может вызывать чумную пневмонию и септическую чуму. — Прим.). Ее считают возбудителем так называемого «красного рта» у радужной форели и других видов рыб. Белки-порины, по словам исследователей, выступают одним из факторов болезнетворности бактерии. Порины из иерсиний, патогенных для человека и животных, достаточно хорошо изучены, в отличие от аналогичных белков водной бактерии.
Ученые протестировали на мышах, как выделенный белок влияет на различные клетки человека и опухоли. Как сказано в исследовании, выяснилось, что это вещество в два раза токсичнее для раковых клеток, чем для клеток сердечной мышцы и других здоровых тканей. Поэтому оно может быть использовано в качестве химиотерапевтического средства для убийства опухолей с меньшим числом побочных эффектов. Также было показано, что порин вызывает апоптоз (процесс самоуничтожения) в измененных болезнью клетках крови лабораторных грызунов.
— Возможно, порины станут компонентами лекарственных препаратов, облегчающих доставку химиотерапевтических средств в клетки-мишени и для противоопухолевой терапии нового поколения. Но этот вопрос требует дополнительных исследований, — рассказала старший научный сотрудник лаборатории молекулярных основ антибактериального иммунитета ТИБОХ (ДВО РАН) и преподаватель Школы естественных наук ДВФУ Ольга Портнягина.
Дары моря
Информация о свойствах бактериальных белков может быть востребована в будущем не только в онкомедицине. Разнообразные биологические свойства поринов дают возможность использовать их для создания диагностических тест-систем и вакцинных препаратов. По словам ученого, пока в исследовании была получена информация не практического, а фундаментального свойства. В дальнейшем исследователи планируют изучить участие порина из Yersinia ruckeri в механизмах патогенного воздействия микроорганизма на клетки морских обитателей. Известно, что эта бактерия встречается не только у рыб, но и у ценных промысловых видов морских моллюсков и членистоногих.
— Через белки-порины осуществляется связь между внутренней средой клетки и ее окружением: в клетку поступает питание и происходит выброс метаболитов наружу. Помимо того что бактериальные порины имеют способность встраиваться в мембраны эукариотических (то есть имеющих ядро) клеток, они обладают широким спектром биологической активности, выступая сильными иммуногенами и антигенами, способствующими выработке антител, — рассказывает Ольга Портнягина.
Эти свойства и будут использованы для создания направленных химиотерапевтических препаратов и вакцин нового поколения.
— Это исследование очень интересно. Информация о свойствах бактериальных белков может быть востребована в будущем, — сообщила врач-инфекционист, сотрудник научно-клинического отдела МГЦ СПИД и Международного учебно-методического центра вирусологии человека медицинского института РУДН (вуза-участника проекта «5-100») Елена Белова.
Однако необходимо проверить безопасность найденного соединения, подчеркнул начальник Научно-исследовательской лаборатории компьютерного моделирования лекарственных средств Южно-Уральского государственного университета Владимир Потемкин.
— Белки не самые перспективные средства доставки. Сейчас разработаны нанолифты и наношприцы, которые более «управляемые». Их можно легко модифицировать под конкретное заболевание, — рассказал эксперт. — С белком это сделать труднее, к тому же нужно исследовать белковые взаимодействия (это очень дорогие исследования), чтобы не навредить человеческому организму. И еще нужно внимательно посмотреть, как белок повлиял на изменение клеток рака крови.
Мировой океан — одно из приоритетных направлений научно-исследовательской деятельности ДВФУ, которое университет развивает в сотрудничестве с РАН, отечественными и зарубежными партнерами. К примеру, ранее исследователи из Школы биомедицины ДВФУ вместе с коллегами из Университета Женевы выделили из офиуры (Ophiura sarsii, один из видов змеехвостки) необычное биологически активное вещество. Потенциально его можно использовать в качестве доступного светочувствительного лекарственного агента в инновационной фотодинамической терапии — для таргетированного лечения тройного негативного рака молочной железы и других форм рака.
Как подчеркивают эксперты, обе разработки могут послужить делу развития биомедицины и, в частности, разработкам в области таргетированной антираковой терапии, основанной на натуральных соединениях.
