Новый тип противораковых лекарств ударил по микротрубочкам

Международная группа учёных, среди которых были исследователи из МФТИ, раскрыла механизм действия перспективных противораковых молекул — тиенопиридинов. Полученные результаты помогут улучшить эффективность лекарств на их основе и сделают их более безопасными для здоровых клеток. Соответствующая статья опубликована в журнале Bioorganic & Medicinal Chemistry. 

Не так давно ряд научных групп показал, что вещества класса тиенопиридинов подавляют рост раковых клеток. Однако чтобы перенести этот опыт на реальную борьбу с раком, надо выяснить, каков механизм их действия. Дело в том, что многие противораковые лекарства разрушают не только опухоль, но и здоровые клетки человека, ведь они по множеству признаков практически неотличимы друг от друга. Поэтому важно понимать, как такие препараты работают и с чем именно они взаимодействуют в раковой клетке. Только тогда можно предотвратить их нежелательное негативное воздействие на здоровые клетки. 

В этот раз коллектив исследователей изучил воздействие тиенопиридинов на эмбрионы морских ежей и на клетки меланомы и рака молочной железы человека. Чтобы прояснить механизм действия этих веществ, результаты эксперимента сопоставили с молекулярным моделированием того, как препарат взаимодействует с клеткой.

Вначале в ходе эксперимента определили, что исследуемые молекулы связываются с микротрубочками клеток. Микротрубочками называют полые цилиндры диаметром в 25 нанометров и длиной до нескольких миллиметров. Они служат одним из главных компонентов цитоскелета — внутренней опоры клеток. Микротрубочки играют ключевую роль в митозе — процессе деления клеток. Без них деление не может завершиться успешно, поэтому раковые опухоли, у клеток которых "проблемные" микротрубочки, не могут расти. Затем, чтобы уточнить, с чем конкретно связывается препарат в микротрубочках, задействовали методы молекулярного моделирования.

Микротрубочки состоят из двух форм белка тубулина. Двойная молекула тубулина имеет три места (сайта) связывания с внешними активными соединениями — колхициновый, таксоловый и винкаалкалоидный. Авторы статьи подтвердили в экспериментах на живом организме, что исследуемые вещества разрушают микротрубочки, связываясь с молекулами тубулина, а моделирование показало, что происходит это в районе колхицинового сайта белка. Молекулам тиенопиридинов, которые разрушают микротрубочки, энергетически выгоднее всего связываться с колхициновым сайтом тубулина.

Учёные надеются, что полученные ими данные позволят сделать препарат высокоизбирательным. Это позволит использовать серию противораковых молекул класса тиенопиридинов для создания принципиально новых препаратов высокой эффективности. Косвенно их потенциал был подтверждён в ходе экспериментов на культурах меланомы и рака молочной железы человека. Обе культуры в присутствии малых доз экспериментальных тиенопиридинов не росли. По всей видимости, митоз из-за дефектов в микротрубочках был для них затруднителен.