Кокарбоксилаза подавляет клетки опухоли, не действуя на здоровые клетки

Исследователи из НИИ Физико-химической биологии имени А. Н. Белозерского МГУ в экспериментах на клеточной культуре обнаружили, что кокарбоксилаза в высоких дозах может оказывать негативное воздействие на клетки рака легкого, не затрагивая при этом здоровые клетки. Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) и опубликована в International Journal of Molecular Sciences, кратко о ее результатах сообщает сайт РНФ.

Кокарбоксилаза — фармакологическая форма витамина В₁, она применяется в медицине в составе комплексной терапии самых различных заболеваний: диабета (в том числе диабетической комы), почечной и печеночной недостаточности, нарушений сердечного ритма и многих других. Это соединение образуется из витамина В₁, или тиамина, и служит кофактором для ряда белков-ферментов. Связываясь с последними, кокарбоксилаза играет роль каталитического центра в реакциях отщепления группы –COOH от α-кетокислот и в реакциях обмена α-кетосахаров: вещество влияет напрямую на углеводный обмен и опосредованно — на синтез нуклеиновых кислот, белков и липидов.

Кокарбоксилаза может подавлять рак легких следующим образом. Известно, что трипептид глутатион улучшает жизнеспособность клеток, особенно при вредных воздействиях, в частности, усиливает устойчивость злокачественных опухолей к химио- и радиотерапии. Ученые обнаружили, что повышенное содержание глутатиона в клетках рака легкого связано с низкой активностью полиферментного комплекса оксоглутаратдегидрогеназы (ОГДК), участника цикла трикарбоновых кислот — ключевого этапа клеточного дыхания и точки пересечения многих метаболических путей. Было сделано предположение, что активация 2-оксоглутаратдегидрогеназы снизит концентрацию глутатиона и, соответственно, способность раковых клеток к размножению. Одним из известных активаторов ОГДК и является кокарбоксилаза.

Чтобы проверить свою идею, авторы провели эксперимент in vitro на клетках рака легкого человека и нормальных эпителиальных (заболевание поражает именно их) клетках обезьяны. Выяснилось, что кокарбоксилаза активирует ОГДК только в первом случае, когда активность фермента исходно низкая. Поэтому и уровень глутатиона, и клеточная жизнеспособность снижаются при действии кокарбоксилазы только в раковых клетках. По-видимому, изменения обмена веществ в них стимулируют побочную реакцию ОГДК — генерацию активных форм кислорода, с которой раковые клетки и борются, снижая уровень ОГДК по сравнению с нормальными клетками. Данное предположение ученые подтвердили, показав сходство действия в раковых клетках кокарбоксилазы и известного индуктора активных форм кислорода — наиболее часто применяемого для лечения рака легких препарата цисплатина.