Нейробиологи из Стендфордского университета обнаружили, что белок нейролигин-3 необходим для роста высокозлокачественных опухолей мозга.
Также они установили, что в d-активную форму его приводит белок ADAM10, ингибирование которого может стать основой для терапии таких заболеваний. Работа опубликована в журнале Nature.
Глиомы высокой степени злокачественности — ряд опухолей мозга, которые происходят из глиальных клеток нервной системы (вспомогательные клетки для нейронов) и характеризуются высокой скоростью роста. Хирургическим путем такую опухоль трудно удалить, поэтому процент смертности очень высок, а поиск химических способов лечения особо важен.
В более ранних исследованиях было показано, что выделение нейронами белка нейролигина-3 способствует делению опухолевых клеток. Этот белок участвует в образовании контактов между нейронами. Изначально в клетках он синтезируется в неактивной форме, которая встраивается в клеточную мембрану. Затем часть белка, которая выступает за пределы клетки, отщепляется и, собственно, выполняет функции нейролигина. Какой белок производит расщепление мембранной формы до сих пор оставалось неизвестным.
Чтобы изучить влияние неролигина-3 на развитие глиом, авторы работы использовали культуры клеток из этих опухолей. Клетки трансплантировали мышам двух линий — первая имеет нормальный ген нейролигина-3, а вторая — нефункциональный, с которого белок не производится. Оказалось, что при отсутствии у мышей нейролигина-3 опухоли почти не растут. При этом у таких мышей уровень других нейролигинов повышен (это считается компенсирующим эффектом), что подчеркивает роль именно нейролигина-3.
Далее ученые решили выяснить, какой белок расщепляет нейролигин-3. С помощью программы, использующей алгоритмы машинного обучения, они провели поиск среди известных протеаз (ферментов, расщепляющих белки), и нашли те, которые могут быть специфичны к внеклеточной части нейролигина-3. Среди них оказался белок ADAM10, который расщепляет нейролигин-1. Авторы работы ингибировали ADAM10 в опухолевых клетках и измерили концентрацию расщепленного нейролигина-3 в среде, на которой они выращивались. Оказалось, что концентрация снижена, что подтверждает гипотезу о роли ADAM10.
Данное исследование показывает, что ингибируя протеазу ADAM10, можно снижать количество нейролигина-3, и, таким образом, останавливать рост злокачественных опухолей. В течение месяца ученые делали инъекции одного из ингибиторов мышам с трансплантированными опухолевыми клетками. Вещество проходило через гемато-энцефалический барьер, а рост опухолей значительно снижался.
Помимо лекарственных препаратов сейчас активно разрабатываются способы визуализации границ опухоли, которые помогут сделать хирургическое удаление более успешным. Недавно для маркирования опухолей мозга у мышей применили квантовые точки, светящиеся под действием инфракрасного излучения. В другой работе для определения границ опухоли во время операции предложили использовать масс-спектрометрию.
Автор: Анна Образцова