Вчені визначили перспективну мішень для розробки методів лікування раку

Тема раку так чи інакше стосується кожного. На відміну від деяких інших смертельних захворювань, рак різноманітний, тому вивчення одного ферменту, пов’язаного з багатьма типами цього захворювання, може призвести до розробки більш ефективних методів лікування.

Вчені Науково-дослідного центру Міністерства енергетики США в Аргонській національній лабораторії DOE (US Department of Energy (DOE) Office of Science User Facility at DOE’s Argonne National Laboratory) визначили структуру саме такого ферменту: таспаза-1, що відіграє важливу роль у відтворенні ракових клітин у людини. Для визначення використовували потужні рентгенівські промені, що випромінюються вдосконаленим фотонним джерелом (Advanced Photon Source — APS).

Таспаза-1 стимулює ріст і поширення ракових клітин при різних формах захворювання, від лейкемії у дітей до раку товстої кишки, раку молочної залози та гліобластоми, яка є агресивною формою раку головного або спинного мозку. Нова інформація про структуру таспази-1 дає уявлення про те, як цей фермент може бути мішенню для майбутніх методів лікування раку.

Дослідницька група, очолювана нинішніми і колишніми вченими з Університету штату Арізона (Arizona State University), виконала цю роботу в Національному інституті загальномедичних наук (National Institute of General Medical Sciences) і на базі дослідного центру структурної біології Національного інституту раку (National Cancer Institute Structural Biology Facility — GM/CA) в APS. Результати дослідження були опубліковані у вигляді статті у «Structure».

«Ми повідомили про важливість раніше недослідженого фрагмента таспази-1, який може бути використаний в якості привабливої мішені для пригнічення її функції», — зазначив провідний дослідник Хосе М. Мартін-Гарсія (Jose M. Martin-Garcia), який на даний час працює в Інституті фізичної хімії Рокасолано (Rocasolano Institute of Physical Chemistry) в Мадриді, Іспанія. Під час цього дослідження Х.М. Мартін-Гарсія працював в лабораторії Петри Фромме (Petra Fromme), професора зі штату Арізона і співавтора статті.

Таспаза-1 — це тип ферменту, що спочатку синтезується у формі неактивного проферменту, який потім розрізається на частини для утворення його активної форми за певних умов.

«Цей загальний тип активації має місце в інших біологічних функціях, таких як травлення і згортання крові», — пояснив Майкл Беккер (Michael Becker), фахівець з кристалографії білка відділу рентгенологічних досліджень в Аргонні (X-ray Sciences Division at Argonne).

Цей процес розрізання або розщеплення призводить до утворення двох фрагментів таспази-1. До проведення даного дослідження була ідентифікована тільки частина структури таспази-1 і виявлені ці фрагменти. Так тривало до того часу, поки команда Х.М. Мартіна-Гарсіа не з᾽ясувала, що можна злегка модифікувати фермент, щоб з’єднати ці фрагменти, створивши петлю, яка дозволила кристалізувати цілу функціональну молекулу.

Однак, як пояснив Роберт Фішетті (Robert Fischetti), консультант з природничих наук директора APS і керівник групи Advanced Photon Source, під час реалізації проєкту виникли проблеми. Р. Фішетті керував проєктуванням, побудовою і експлуатацією комплексу пучкових каналів, які використовувалися для дослідження структури таспази-1 за фінансової підтримки Національного інституту охорони здоров’я (National Institutes of Health).

«Визначення структури цих кристалів може бути досить складним завданням, — зазначив Р. Фішетті. — Можливості, які ми розробили в GM/CA, дозволили зібрати дані достатньої якості для цього дослідження».

У результаті дослідження отримано нову важливу інформацію. Дослідницька група встановила, що одна ділянка таспази-1 утворює довгу спіралеподібну структуру, яка необхідна для її функціонування.

«Кристалічна структура, описана в нашій статті, вперше показує таспазу-1 в її функціонально активному стані, і підкреслює вирішальне значення цього спіралеподібного фрагмента, — наголосив Х.М. Мартін-Гарсія. — Важливість цієї ділянки таспази-1 робить її головною мішенню для розробки інгібіторів для протиракової терапії».

Дослідження Х.М. Мартіна-Гарсіа і нова інформація про таспазу-1, отримана за допомогою Argonne APS, допоможуть вченим в розробці нових методів лікування раку, спрямованих на унікальну структурну особливість таспази-1.

За матеріалами www.news-medical.net