Австралийские ученые выяснили, что пчелиный яд (а в частности — входящий в его состав пептид мелиттин) избирательно вызывает гибель клеток рака молочной железы: об этом они пишут в журнале npj Precision Oncology. Эффект наблюдали на двух агрессивных подтипах этого рака: HER2-позитивном и трижды негативном. Пчелиный яд и мелиттин подавляли активность рецепторов HER2 и EGFR, повышенную экспрессию которых в раковых клетках связывают с бесконтрольным делением и ростом опухоли. Исследователи также модифицировали молекулу мелиттина так, что удалось увеличить селективность его действия, а сочетанием химиотерапевтического препарата доцетаксела как с пчелиным ядом, так и с мелиттином ученые смогли повысить эффективность терапии.

Пчелиный яд (апитоксин) — сложная смесь биологически активных компонентов, большую часть из которых составляют белки и пептиды. Главным среди них можно считать полипептид мелиттин, так как он преобладает в массовом соотношении (до 50 процентов сухого остатка пчелиного яда) и отвечает за раздражающее действие апитоксина. Лучше всего мелиттин известен своими противомикробными свойствами, однако в последнее время внимание ученых все чаще обращается к использованию мелиттина в лечении онкологичесих заболеваний.

В своей работе Сиара Даффи (Ciara Duffy) с сотрудниками из Института медицинских исследований Гарри Перкинса в Австралии изучала воздействие апитоксина и отдельно мелиттина на клетки разных молекулярных подтипов рака молочной железы. Те определяются гиперэкспрессией некоторых маркерных белков на поверхности клеточной мембраны: рецепторов эстрогена (ER) и прогестерона (PR) и рецептора HER2. Для HER2-позитивного подтипа рака характерна увеличенная экспрессия только HER2; при трижды негативном раке не увеличена экспрессия ни одного из перечисленных белков, однако примерно в 50 процентах случаев гиперэкспрессируется рецептор EGFR; третий подтип — люминальный, когда на поверхности клеток преобладают либо только ER и PR (люминальный подтип А), либо все три маркерных рецептора (люминальный подтип B).

В эксперименте исследователи извлекали секрет из ядовитых желез пчел, которым обрабатывали впоследствии клеточные культуры всех трех подтипов рака молочной железы, а в качестве контроля — немодифицированные здоровые культуры. Аналогичные опыты проводили с чистым мелиттином.

Схема эксперимента

Ciara Duffy et al. / npj Precision Oncology, 2020

Эксперименты показали, что дозозависимый эффект как цельного пчелиного яда, так и отдельно мелиттина на культуры наиболее выражен для трижды негативных и HER2-позитивных клеток, чуть слабее — для люминальных и меньше всего — для немодифицированных клеток.

Зависимость доли выживших клеток от концентрации пчелиного яда (слева) и мелиттина (справа) в течение суток для разных клеточных линий

Ciara Duffy et al. / npj Precision Oncology, 2020

Несмотря на достаточно избирательный характер действия апитоксина и мелиттина, исследователи решили создать мутантный вариант мелиттина — RGD1-мелиттин с дополнительным α-спиральным RGD-мотивом, который связывается с интегринами αvβ6 и αvβ3, обильно экспрессированными на поверхности клеток рака молочной железы. Оказалось, что действие RGD1-мелиттина достоверно более избирательно, чем немодифицированного мелиттина.

Слева — пространственная структура мелиттина дикого типа и мутантного RGD1. Справа — зависимость выживаемости немодифицированных клеток (черным цветом) и трижды негативных (розовым цветом) при обработке мелиттином и RGD1-меллитином соответственно. Указаны концентрации полумаксимального ингибирования (IC50) обоими веществами каждой культуры клеток. Сравнение соотношений IC50 HDFa/SUM159 для RGD1-мелиттина (2.73 ± 0.14, p < 0.01) и мелиттина (1.76 ± 0.04, p < 0.01) показывает, что наличие RGD-мотива значительно увеличило терапевтическое окно для RGD1-мелиттина в сравнении с мелиттином дикого типа

Ciara Duffy et al. / npj Precision Oncology, 2020

Также исследователи изучили совместное воздействия мелиттина, цельного пчелиного яда и химиотерапевтических препаратов на злокачественные опухоли. На этот раз эксперименты проводили над трижды негативной клеточной линией Т11 из мышей, обрабатывая их препаратом доцетакселом, мелиттином и пчелиным ядом по отдельности, а также в сочетаниях пчелиного яда с доцетакселом или мелиттина с доцетакселом. Эффективными оказались сочетания с доцетакселом как мелиттина, так и пчелиного яда. Исследователи предположили, что это связано со способностью мелиттина образовывать поры на плазматической мембране клеток, способствуя проникновению химиотерапевтического препарата в цитоплазму.

Зависимость выживаемости трижды негативных клеток Т11 от концентрации пчелиного яда, мелиттина, доцетаксела и их сочетаний

Ciara Duffy et al. / npj Precision Oncology, 2020

Совместное воздействие доцетаксела с мелиттином и пчелиным ядом изучили и in vivo на мышах, в которых пересаживали раковые клетки Т11. На третий день после образования опухолей Т11 (объемом около 50 кубических миллиметров) мышей разделили на четыре группы по 12 особей в каждой: в опухоль мышей первой группы вводили контрольный раствор, во второй — мелиттин, в третьей — доцетаксел, в четвертой — смесь мелиттина и доцетаксела. Всего обработок было семь, с перерывами в два-три дня. Именно смесь мелиттина и доцетаксела показала лучшие результаты: рост опухоли был наименее выражен. Это позволяет предположить, что опухоли, не чувствительные к доцетакселу, можно обрабатывать мелиттином, чтобы повысить эффективность химиотерапии.

Динамика роста опухоли Т11 в мышах на 4, 10, 12 и 14 сутки после пересадки раковых клеток. Слева направо: обработанные контрольным раствором, мелиттином (пять миллиграммов/килограмм), доцетакселом (семь миллиграммов/килограмм) и сочетанием мелиттина (пять миллиграммов/килограмм) и доцетаксела (семь миллиграммов/килограмм). Изображения получены методом неинвазивной биолюминесцентной визуализации за счет встраивания люциферазы в геном клеток Т11

Ciara Duffy et al. / npj Precision Oncology, 2020

Авторы говорят о необходимости продолжить исследования влияния апитоксина на раковые опухоли, однако уже полученные результаты весьма многообещающие: апитоксин и мелиттин не только достаточно избирательно разрушают раковые клетки рака молочной железы, но и активнее всего действуют на клетки наиболее агрессивных молекулярных подтипов, при которых прогнозы выживаемости пациентов особенно неблагополучные.

Медоносные пчелы — не единственные в отряде перепончатокрылых борцы с раком. Ранее мы писали о том, как подобным образом токсин бразильских ос эффективен в разрушении раковых клеток.

Наталия Миранда

Источник: nplus1.ru

0 0 vote
Article Rating
Подписаться
Уведомление о
0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments