Современные исследования Института цитологии Российской академии наук (ИНЦ РАН) при поддержке Российского научного фонда (РНФ) вывели на передний план перспективную стратегию борьбы с лейкозом. Открытие роли эпителиальных натриевых каналов (ENaC) в регуляции поведения лейкозных клеток может стать ключом к эффективной и целенаправленной терапии этого серьезного заболевания. Ученые сосредоточили свои усилия на анализе взаимодействия сериновых протеаз с клеточными ионными каналами, что позволяет разработать инновационные методы лечения и существенно повысить качество жизни пациентов.
Выбор новых терапевтических мишеней при лейкозе
Традиционно в современной онкогематологии лекарственные препараты разрабатываются для воздействия на внутриклеточные белки-регуляторы, такие как киназы и факторы транскрипции. Однако значимый барьер в виде плазматической мембраны клетки нередко снижает эффективность молекулярных лекарственных средств. Это вызывает повышенный интерес к мембранным белкам, легко доступным для терапии, среди которых особое место занимают ионные каналы. Именно эти структуры участвуют в управлении жизненно важными функциями клетки и могут существенно влиять на развитие раковых заболеваний.
Ионные каналы представляют поры в мембране, по которым ионы — натрий, калий, хлор и кальций — переходят между внеклеточной и внутриклеточной средой. Таким образом, они влияют на процессы деления, роста, перемещения и гибели клеток, в том числе и злокачественных. Следовательно, их регуляция открывает широкие возможности для создания новейших терапевтических подходов, не уступающих по специфичности и эффективности современным перспективным лекарствам.
Значение ENaC-каналов в раковых клетках крови
В фокусе исследования ИНЦ РАН оказались эпителиальные натриевые каналы (ENaC), известные своей ролью в поддержании водно-солевого баланса организма благодаря транспортировке ионов натрия. Последние данные указали, что такие каналы проявляют влияние не только в эпителиальных, но и в гемопоэтических (кроветворных) клетках, обеспечивая их физиологическую активность. У злокачественных клеток крови ENaC-каналы определяют процессы динамики миграции и инвазии, что имеет решающее значение для поведения лейкозных клеток и успешности их распространения в организме.
Было доказано, что вмешательство во внутренние механизмы регуляции этих каналов может превратить их в эффективную фармакологическую мишень. Более того, локализация ENaC на поверхности делает их доступными для молекул-лекарств, что значительно упрощает реализацию новых терапевтических стратегий.
Роль сериновых протеаз в регуляции ионных каналов
В рамках научной работы была изучена активность двух важных ферментов — α-химотрипсина и плазмина. Оба представляют собой сериновые протеазы, регулирующие множество биохимических процессов у человека: α-химотрипсин относится к ферментам пищеварения, а плазмин участвует в растворении тромбов в крови. Ученые доказали, что эти протеазы способны активировать ENaC-каналы на мембране лейкозных клеток. Это важное наблюдение, так как подразумевает возможность модуляции работы раковых клеток без необходимости проникновения в их внутреннюю среду.
Использование метода патч-кламп позволило детально проанализировать поток ионов через активированные протеазами каналы. Такой подход дал точные измерения изменений электрохимических характеристик клеточной мембраны, что подтвердило функциональную значимость ENaC после их стимуляции сериновыми протеазами.
Сниженная миграция и инвазия лейкозных клеток — оптимистичные перспективы
Исследования подтвердили, что под действием сериновых протеаз уменьшается способность лейкозных клеток к миграции и инвазии. Это ярко иллюстрирует потенциал новых мишеней: когда ферменты активируют ENaC, поток натрия в лейкозные клетки изменяется, и их подвижность ограничивается. Такой эффект четко прослеживается только в тех клетках, где ENaC присутствует и функционирует корректно.
Контрольные опыты, в которых активность каналов угнеталась (подавлялась их экспрессия), показали: если ENaC не работают, то протеазы теряют влияние на миграцию опухолевых клеток. Это окончательно доказывает специфичность влияние ферментов на раковые процессы именно через эти каналы, что делает найденную точку воздействия исключительно ценной.
Фундамент для инновационных лекарственных средств
Полученные результаты заложили прочную основу для поиска и создания новых препаратов против лейкоза. Благодаря своей локализации на мембране ENaC-каналы легко доступны для целенаправленной терапии, исключая лишние этапы проникновения лекарства внутрь клетки. Это позволяет разрабатывать высокоэффективные и селективные средства, минимизируя побочные эффекты для здоровых тканей крови.
Кроме того, глубокое понимание механизмов, регулирующих работу ионных каналов с помощью сериновых протеаз, поможет оптимизировать уже существующие протоколы лечения и персонализировать подход к пациентам с разными формами лейкоза. В перспективе это открывает дорогу к индивидуальным схемам терапии, максимально повышающим выживаемость и улучшение состояния больных.
Объединение научных сил и поддержка гранта РНФ
В проведении исследования объединились усилия специалистов Института цитологии РАН, Городской клинической больницы №31 Санкт-Петербурга и Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова. Грантовая поддержка РНФ позволила реализовать уникальные эксперименты и внести весомый вклад в фундаментальную науку и практическую медицину.
Итоги научной работы свидетельствуют: выявление новых биологических мишеней на клеточной мембране и их фармакологическая регуляция существенно расширяют арсенал средств лечения лейкозов. Труд ученых открывает перспективы для будущих исследований и разработки эффективных лекарственных препаратов, способных улучшить качество и продолжительность жизни пациентов.
Информация предоставлена пресс-службой Института цитологии Российской академии наук.
Источник фото: ru.123rf.com
Источник: scientificrussia.ru
