Сотрудники Института общей генетики имени Н.И. Вавилова РАН обнаружили, что вырабатываемые иммунными клетками моноклональные антитела, используемые для лечения рака, способствуют накоплению в раковой клетке убивающего ее яда. Исследование поможет улучшить качество терапии. Работа проходила в рамках проекта, поддержанного грантом Российского научного фонда, а ее результаты опубликованы в журнале Bioessays.

Антитела, или иммуноглобулины, — это белки плазмы крови, которые образуются в организме человека в ответ на введение бактерий, вирусов, белковых токсинов и других инородных тел.

Моноклональные антитела вырабатываются иммунными клетками — потомками одной единственной клетки-предшественницы. Само это понятие появилось в 1975 году, когда будущие нобелевские лауреаты по физиологии и медицине Келер и Мильштейн создали технологию превращения производящих антитела клеток иммунитета в бессмертные клетки. Эти клетки помогли синтезировать моноклональные антитела в неограниченном количестве. Технология искусственно созданных моноклональных антител очень перспективна в биологии и медицине, так как их можно получить против почти любого природного инородного тела для его обнаружения и уничтожения. Более того, такие антитела будут обладать заданными в лаборатории параметрами. Так, моноклональные антитела применяются в создании препаратов для лечения раковых опухолей, в частности, рака молочной железы.

Имеющиеся на фармацевтическом рынке терапевтические моноклональные антитела производят в клетках животных, главным образом в клетках опухоли яичника китайского хомячка, которые часто используют в исследованиях рака. Российские биологи занимаются разработкой растительной платформы для получения антител, применяющихся в лечении рака молочной железы. Растение как фабрика моноклональных антител привлекает исследователей и биотехнологов своей гибкостью, скоростью и низкой себестоимостью производства, масштабируемостью и отсутствием риска загрязнения микробами.

Тестируя способность антител останавливать процесс роста опухоли, ученые обнаружили ранее не описанное свойство этих белков подавлять активность альдегиддегидрогеназ. Это ферменты, которые ускоряют переработку токсичных веществ — альдегидов. Онкологи считают, что повышенная активность ферментов — неблагоприятный фактор течения заболевания, поэтому им важно выяснить роль фермента в жизни раковой клетки. Так, авторы работы предположили, что моноклональные антитела подавляют активность ферментов и вызывают накопление в раковой клетке формальдегида, который ее убивает.

«Мы зафиксировали зависимость между гибелью раковых клеток и уровнем накопления в них формальдегида. После мы предположили, что, подавляя активность альдегиддегидрогеназ, мы можем стимулировать накопление этого вещества до уровня, который является для клетки токсичным», — рассказал один из авторов статьи Юрий Дорохов, руководитель проекта, доктор биологических наук, заведующий лабораторией генетического контроля устойчивости к стрессам Института общей генетики имени Н.И. Вавилова РАН.

Картинка: процесс появления раковой клетки и по...

Картинка: процесс появления раковой клетки и подходы, направленные на развитие клеточной смерти. Источник: Юрий Дорохов

Для проверки этого предположения ученые применили на клетках карциномы молочной железы специальный блокатор фермента, который используется в медицинской практике для лечения алкоголизма. Оказалось, что это соединение стимулирует накопление в раковых клетках формальдегида, что приводит их к гибели.

Ученые считают, что повышенная активность альдегиддегидрогеназ в раковой клетке — это приспособительный механизм, который направлен на удаление из клетки формальдегида. Так он «помогает» раковой клетке избежать смерти. Поэтому, как отмечают авторы, в перспективе ученые изучат механизм участия генетических и белковых факторов во взаимодействии ферментов и генов, которые могут вызвать злокачественную опухоль.

«В нашей работе описаны новые подходы в лечении рака, основанные на контроле активности альдегиддегидрогеназ у пациентов. Мы предполагаем, что подавление окисления формальдегида может улучшить противоопухолевую терапию», — заключил ученый.

Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова и Национального медицинского исследовательского центра онкологии имени Н.Н. Блохина.