Распространение раковых клеток связали с белком Atox1
Рак молочной железы является наиболее распространенной формой рака у женщин во всем мире.
Исследователи из Технологического университета Чалмерса (Швеция), показали, что белок Atox1, обнаруженный в клетках рака молочной железы, участвует в процессе метастазирования раковых клеток. Следовательно, белок может быть потенциальным биомаркером для оценки агрессивности заболевания, а также возможной мишенью для новых лекарств.
Рак молочной железы является наиболее распространенной формой рака у женщин во всем мире. Ранняя диагностика и лечение имеют решающее значение для выживаемости. Большинство смертей, связанных с раком молочной железы, происходит из-за того, что раковые клетки покидают первичную опухоль и метастазируют в другие части тела, такие как кости, печень или легкие. Но молекулярные механизмы того, как раковые клетки мигрируют в другие части тела, еще не поняты.
Предыдущие исследования показали, что, как и другие виды рака, рак молочной железы совпадает с более высоким уровнем меди в крови и опухолевых клетках, но использование этой дополнительной меди в раковых клетках неизвестно. Ионы меди и других металлов в нашем организме поглощаются через пищу и жизненно важны для многих биологических функций в небольших контролируемых количествах. Свободные ионы меди токсичны, и поэтому вся медь в нашем организме связана с белками.
Исследователи из Технологического университета Чалмерса в настоящее время определили белок, связывающий медь, который явно влияет на миграцию клеток рака молочной железы.
Atox1 — это белок, который транспортирует медь к другим белкам в наших клетках, которые требуют ее для ферментативных функций. Исследователи недавно обнаружили, что Atox1 находится на переднем крае движущихся раковых клеток, что указывает на то, что белок может участвовать в движении клеток. Это наблюдение стало отправной точкой для опубликованного исследования.
Используя продвинутую живую клеточную видеомикроскопию, ученые смогли отследить закономерности движения сотен отдельных раковых клеток, с наличием и без присутствия Atox1.
«Мы смогли продемонстрировать, что клетки присутствовали на более высоких скоростях и на более длинных расстояниях, когда присутствовал Atox1, по сравнению с теми же типами клеток, движущихся без белка», — говорят исследователи.
Дальнейшие эксперименты показали, что Atox1 управляет движением клеток, стимулируя реакционную цепь, состоящую из другого белка-переносчика меди — ATP7A и фермента лизилоксидазы (LOX). Atox1 доставляет медь в ATP7A, который, в свою очередь, доставляет металл в LOX. Для функционирования LOX необходима медь, и уже известно, что LOX участвует во внеклеточных процессах, способствующих движению клеток рака молочной железы.
«Когда Atox1 в раковых клетках был уменьшен, мы обнаружили, что активность LOX снижалась. Таким образом, кажется, что без Atox1 LOX не получает меди, необходимой для его миграции клеток».
Параллельно исследователи проанализировали базу данных зарегистрированных уровней транскриптов Atox1 у 1904 различных пациентов с раком молочной железы, а также время выживания. Они обнаружили, что у пациентов с опухолями с высоким уровнем Atox1 время выживания значительно ниже. Поэтому они пришли к выводу, что механизм, который они определили в своих экспериментах на клеточных культурах, по-видимому, играет роль в развитии заболевания у пациентов.
Это указывает на то, что Atox1 может быть биомаркером для оценки того, насколько агрессивен рак молочной железы. Такую информацию можно использовать, например, для определения целесообразности лечения для удаления меди из организма. Atox1 также может стать мишенью для лекарств, чтобы блокировать метастазирование и тем самым увеличить время выживания.
«То, что мы обнаружили, может быть важно для всех типов рака. То, как двигаются раковые клетки, является фундаментальным процессом, который мы до сих пор недостаточно понимаем», — говорят ученые.
Теперь они перенесут эксперименты из клеток в модели на небольших животных и выяснят, не участвуют ли другие связывающие медь белки.
Исследование было опубликовано в журнале PNAS.
Stéphanie Blockhuys et al, Single-cell tracking demonstrates copper chaperone Atox1 to be required for breast cancer cell migration, Proceedings of the National Academy of Sciences (2020). DOI: 10.1073/pnas.1910722117