Ученые исследовали, как тиамин (витамин В1) в раковых клетках влияет на эффективность противоопухолевых препаратов. Проведя исследование на культурах клеток (in vitro), они выяснили, что при дефиците тиамина сопротивляющиеся химиотерапии клетки рака легкого теряют свою устойчивость, а чувствительные, напротив, приобретают такую устойчивость. Результаты этой работы говорят о том, что, возможно, контроль уровня тиамина у больных раком легкого, который не так популярен сейчас в связи с высокой ценой на анализ, позволит более эффективно бороться с болезнью. Дальнейшие исследования на животных позволят уточнить эти результаты. Работа, опубликованная в журнале Frontiers in Genetics, поддержана грантом Российского научного фонда (РНФ).
Виктория Буник
«Мы показали, что эффективность противоопухолевой терапии может зависеть от комбинации адаптаций раковых клеток к противоопухолевым препаратам и доступности клеткам тиамина. Наша работа по исследованию молекулярных механизмов формирования устойчивости раковых клеток к химиотерапии хорошо согласуется с независимо полученными результатами о том, что нанокапсулы, содержащие противораковые препараты совместно с тиамином, усиливают терапевтическое действие таких препаратов», — комментирует исследование руководитель проекта по гранту РНФ Виктория Буник, доктор химических наук, профессор факультета биоинженерии и биоинформатики Московского государственного университета и Сеченовского университета.
Огромное количество людей в России страдает от различных видов онкологических заболеваний. По статистике, на диспансерном учете стоят более 3,7 миллиона человек, а ежегодный прирост составляет более 640 тысяч. Злокачественные опухоли могут образовываться в любой части тела. Болезнь приводит к тому, что нормальные клетки заменяются раковыми, которые не только теряют свои тканеспецифичные особенности, но и приобретают возможность бесконтрольно делиться — в результате опухоль растет. За счет того что изменяются механизмы клеточной адгезии, то есть прикрепления, такие дефектные клетки могут проникать в другие части тела, даже очень удаленные. Там они образуют метастазы. Опухоли влияют на окружающие ткани, сдавливая их, а также могут вызывать общие нарушения обмена веществ, вплоть до сильного истощения больного, которое может сопровождаться дефицитом витаминов. Врачи применяют различные методы, например, хирургическое удаление опухолей или химиотерапию. Однако они все еще не показывают желаемых результатов; в частности, очень опасен рак легкого из-за метастазирования и высокой степени адаптации к воздействию противоопухолевых препаратов.
Витамин B1, или тиамин в наши дни широко используется в медицине и косметологии. Например, он может блокировать процессы старения на клеточном уровне, поддерживать работу сердца, желудка, а также улучшать работу мозга. В целом витамин В1 является незаменимым для нормального функционирования всего организма. Зачастую у онкобольных наблюдается сильный дефицит тиамина, особенно это проявляется у тех, кто проходит химиотерапию, — витамин просто не усваивается. Недостаток тиамина приводит к сильному ухудшению эмоционального состояния, вплоть до развития депрессии и нервозности, а также снижению активности головного мозга и нарушению координации движения.
Ученые из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова исследовали, каким образом насыщение клеток тиамином может влиять на эффективность противоопухолевых препаратов. В работе использовали универсальный цисплатин и клетки рака легких. Состояние выживших после эксперимента клеток оценивали, измеряя яркость специального красителя — индикатора способности клеток к размножению. С помощью методов молекулярной биологии ученые получили клетки рака легкого с пониженной способностью синтезировать белок, регулирующий скорость их деления и обеспечивающий противоопухолевое действие цисплатина. Ученые показали, что быстрое размножение и устойчивость таких модифицированных клеток рака легкого к цисплатину определяются изменением их обмена веществ в части митохондриального окисления аминокислоты глутамата, зависящего от витамина В1. Если тиамин присутствовал в окружающей среде, то модифицированные клетки лучше сопротивлялись цисплатину, чем обычные. Однако в противном случае они были более подвержены действию препарата.
Важно отметить, что при недостатке тиамина скорость размножения снижалась у обоих изученных видов клеток рака легкого, то есть дефицит тиамина в клетках имел противоопухолевый эффект. Однако при дефиците витамина В1 цисплатин переставал убивать клетки, которые в тиамин-содержащей среде обладали малой устойчивостью к цисплатину (то есть немодифицированные). Таким образом, данное исследование показало, что устойчивость клеток рака легкого к действию цисплатина может быть связана с состоянием тиаминового дефицита таких клеток, часто наблюдаемого у онкобольных. С другой стороны, когда раковые клетки приспосабливаются к действию цисплатина за счет изменения своего обмена веществ — например, путем модификации синтеза клеточных белков, — тиаминовый дефицит может усилить антираковое действие цисплатина.
Информация предоставлена пресс-службой Российского научного фонда
Источник фото: https://www.belozersky.msu.ru/ru/structure/staff?id=12792
