р53 задіяний в індукції клітинного старіння у відповідь на зниження концентрації NADPH в клітині: нові мішені протиракової терапії

Нещодавне дослідження Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania виявило взаємозвязок між протеїном-супресором пухлинного росту p53 та регуляцією метаболізму в клітині. Отримані результати дозволять пролити світло на вплив змін в обміні речовин на клітинне старіння (senescence).

Цей звязок полягав у взаємному впливі між рівнями експресії малатдегідрогеназ (NADH-залежної мітохондріальної та NADPH-залежної цитоплазматичної – так звані малік-ензими МЕ2 та МЕ1, відповідно) та ативністю р53. Ферменти МЕ1 та МЕ2 задіяні в метаболізмі яблучної кислоти: МЕ2 – в циклі Кребса, а МЕ1 – в перетворенні пірувату на малат і далі на оксалоацетат в цитоплазмі для здійснення глюконеогенезу. Зазначені ензими задіяні в обміні відновного еквівалента NADPH, і цим самим впливають на баланс синтезу і розпаду речовин в клітині. Супресор пухлин забезпечує помірну експресію малік-ензимів 1 та 2, а у разі виникнення інактивуючих мутацій в р53 під час канцерогенезу експресія та активність МЕ1 та МЕ2 значно зростає. І навпаки, відсутність експресії малік-ензимів веде до активації р53 двома основними шляхами: 1) через продукцію реактивних форм кисню і зростання інтенсивності пошкодження ДНК або 2) опосередковано через АМФ-активовані протеїнкінази (ензими, що «вимірюють» співвідношення через АТФ/АМФ і у разі його різкого зменшення здатні активувати р53 шляхом його фосфорилювання).

Провевши серію експериментів in vitro (мишачих фібробластах та остеосаркоми людини), вчені продемонстрували взаємовплив МЕ1/2 та р53 на молекулярному рівні. У разі додавання малих шпилькових РНК (shRNA) проти транскрипту ТР53 спостерігалося підвищення експресії МЕ1 та 2 як на рівні РНК (ПЛР в реальному часі на продуктах зворотної транскрипції) так і на рівні протеїну (вестерн-блот). В експериментах з активації р53 ДНК-пошкоджуючими агентами (етопозид, доксорубіцин) зростання активності р53 вело до зниження експресії МЕ1 та 2. В подальших дослідженнях науковці віднайшли кілька функціональних послідовностей звязування фактора транскрипції р53 в інтронах генів обох малік-ензимів. Методом імунопреципітації хроматину вчені довели факт звязування р53 із зазначеними послідовностями, результатом чого є зниження рівнів експресії МЕ1 та 2. З іншого боку в разі блокування МЕ1 та МЕ2 в клітині спостерігалося підвищення рівня експресії р53, що мало наслідком зниження експресії зазначених ферментів (див. рисунок). Виходить, що зниження активності малік-ензимів веде до посилення активації р53, який в свою чергу здійснює ще більший репресорний вплив на МЕ1 та 2, тобто навіть помірне зниження активності малатдегідногеназ запускає р53-опосередкований каскад фізіологічного старіння клітини за принципом позитивного зворотного звязу.

pic

З вищевикладеного випливає два основні висновки. По-перше, р53 є не тільки контролером цілісності геному, а й важливим контролером анаболічного/катаболічного балансу в клітині. По-друге, ензими МЕ1 та МЕ2 можуть використовуватися в якості мішеней протипухлинної терапії. Хоч інгібування малік-ензимів і не призводить до р53-індукованого апоптозу, проте все одно викликає припинення проліферації. Можливо, застосування інгібіторів МЕ1 та МЕ2 дозволить пресенсебілізувати клітини до введення класичних хіміопрепаратів, таких як цисплатин і  доксорубіцин, що дозволить значно зменшити їхню дозу і, відповідно, системну токсичну дію. Але ж, зрозуміло, що всі ці ефекти напряму залежать від активності р53 в неопластичних клітинах, тоді як відомо, що ген ТР53 зазвичай інактивований мутаційно або епігенетично чи не в усіх типах пухлин. У відповідь на таке зауваження дослідники приводять дані експериментів на ТР53-нокаутних мишах. Вони спостерігали зменшення пухлинної маси при введенні ТР53-/- мишам інгібіторів малатдегідрогеназ. Також постає питання цілеспрямованої доставки інгібіторів до пухлинних клітин, адже вони можуть зашкодити здоровим клітинам і тканинам.

Посилання

ScienceDaily

Nature

Advertisements

Залишити відповідь

Заповніть поля нижче або авторизуйтесь клікнувши по іконці

Лого WordPress.com

Ви коментуєте, використовуючи свій обліковий запис WordPress.com. Log Out / Змінити )

Twitter picture

Ви коментуєте, використовуючи свій обліковий запис Twitter. Log Out / Змінити )

Facebook photo

Ви коментуєте, використовуючи свій обліковий запис Facebook. Log Out / Змінити )

Google+ photo

Ви коментуєте, використовуючи свій обліковий запис Google+. Log Out / Змінити )

З’єднання з %s