Боротьба з молекулами-окислювачами призводить до того, що в ракових клітинах активується ген, що змушує їх шукати нові місця проживання.
Нам вже доводилося говорити про двозначну роль антиоксидантів щодо злоякісних клітин. Як відомо, нормальна клітина стає злоякісною через мутації, тобто через пошкодження в ДНК, які, своєю чергою, можуть виникнути через так звані вільні радикали - агресивні молекул-окислювачі, які з'являються в клітці як побічний продукт різних біохімічних процесів.
Речовини-антиоксиданти нейтралізують молекули-окислювачі, отже, антиоксиданти повинні захищати від раку. Однак з часом стало з'являтися все більше досліджень, в яких говориться, що антиоксиданти, навпаки, грають на користь злоякісних клітин, якщо вони вже з'явилися.
Дві такі роботи були опубліковані нещодавно в журналі Cell. В обох випадках дослідники експериментували з клітинами раку легких, різним видам якого належить сумне перше місце в медичній статистиці: на рахунку легкових пухлин щорічно виявляється близько 1,6 млн життів по всьому світу, більше, ніж у раку товстого кишечника, раку молочної залози і раку передміхурової залози, разом узятих. Летальність раку легенів багато в чому пов'язана з його схильністю метастазувати, і тому його клітини активно вивчають на предмет того, що змушує їх йти з первинної пухлини в пошуках нових місць.
Ракові клітини, як і звичайні, стикаються з проблемою вільних радикалів. Є різні клітинні системи, які пригнічують окислювальний стрес, і системи ці можуть працювати більш-менш ефективно. У клітинах одного з різновидів раку легких накопичуються мутації, які або підвищують кількість білка Nrf2, одного з білків-антиокислювачів, або підвищують його активність - чим більше білка Nrf2 і/або чим активніше працює кожна його молекула, тим простіше раковим клітинам впоратися з молекулами-окислювачами. (Про Nrf2 ми знову ж таки говорили в статті, присвяченій антиоксидантам і раку.)
Але самі радикали-окислювачі теж звідкись беруться. З одного боку, як ми говорили, вони з'являються як побічні продукти внутрішньоклітинної біохімії, з іншого - окислювальний стрес посилює сам себе: в таких умовах в клітинах з'являється багато вільного гема. Цю досить складну молекулу ми знаємо по гемоглобіну: гем у складі білка глобина допомагає переносити кисень. Але сам по собі гем може бути досить небезпечний, тому що він стимулює появу кисневих радикалів. Проти надлишку вільного гему у клітин є зброя - фермент гемоксигеназу-1 - Ho-1.
Дослідники з Нью-йоркського університету виявили, що в клітинах немелкоклітинного раку легких активний мутантний білок-антиокислювач Nrf2 та інші антиоксидантні системи підвищують активність «протигемного» ферменту - але одночасно пухлина починає активно метастазувати.
Вся справа виявилася в тому, що гем, у якого в клітці багато функцій, допомагає руйнувати білок Bach1. Білок Bach1 активує гени, що стимулюють метастазування. Виходить, що чим менше гема, тим більше білка Bach1 і тим активніше пухлина поширюється по організму. І при цьому самого гема стає менше через активність антиоксидантних систем. У людських легкових пухлинах, які вже досить сильно розрослися і почали метастазувати, дійсно підвищені концентрації і ферменту гемоксигенази, що знищує гем, і «метастатичного» білка Bach1.
В іншій статті, опублікованій співробітниками Гетеборгського університету і Каролінського інституту, мова йде про той же білок Bach1 і про харчові антиоксидантні добавки - N-ацетилцистеїн і вітамін Е. Якщо ці добавки давали мишам з легкими пухлинами або ж додавали в культуру злоякісних клітин людини, то у злоякісних клітин сильно підвищувався рівень білка Bach1. Далі, за словами авторів роботи, білок Bach1 активував гени, які змушували клітини дуже активно переробляти глюкозу, і таке занадто активне метаболічне спалювання глюкози змушувало клітини мігрувати в нові органи.
Важливо, що в обох дослідженнях вдалося більш-менш детально показати молекулярні механізми, які пов'язують антиоксиданти і схильність ракових пухлин до метастазів - нехай в даному випадку мова йде тільки про деякі види раку. Знаючи молекулярні механізми, можна цілеспрямовано створити ліки, націлені на ту чи іншу ланку ланцюга: на білок Bach1, на фермент гемоксигеназу тощо. Точно так само, знаючи активність генів цих білків, можна передбачити ймовірність того, чи буде пухлина метастазувати і за яких умов варто боятися такого розвитку подій.
За матеріалами ScienceNews.