Более половины онкологических больных, у которых рак распространяется за пределы первичного очага, имеют метастазы в легких. Что делает легкие таким заманчивым местом для раковых клеток?

Чтобы выяснить это, команда профессора Сары-Марии Фендт (VIB-KU Leuven Center for Cancer Biology) и ее коллег исследовала экспрессию генов в клетках агрессивных метастазов в легких. Они нашли доказательства альтернативной программы трансляции. Трансляция — это процесс, который использует наш генетический код в качестве чертежа для создания белков в клетках. Изменение в программе трансляции приводит к появлению набора различных белков, которые позволяют раковым клеткам легче расти в среде легких.

Но что запускает эту альтернативную трансляционную программу в агрессивных метастазах? Джиневра Доглиони, аспирантка лаборатории Фендта и первый автор исследования, теперь опубликованного в Nature , говорит: «Мы обнаружили высокие уровни аспартата в легких мышей и пациентов с раком груди по сравнению с мышами и пациентами без рака, что говорит о том, что аспартат может быть важен для метастазов в легких».

Аспартат — это аминокислота (строительный блок белка), которая имеет очень низкие концентрации в плазме крови , но, что удивительно, очень высокие концентрации в легких мышей с метастатическим раком молочной железы.

Запуск трансляционной программы
Многие белки в нашем организме могут влиять на процесс трансляции, среди них так называемые факторы инициации. Одним из таких факторов инициации является eIF5A, который запускает трансляцию. В клетках раковых клеток в метастазах легких исследователи обнаружили активирующую модификацию eIF5A, называемую «гипузинацией», которая была связана с более высокой агрессивностью рака метастазов легких.

Аспартат имеет к этому какое-то отношение. Исследователи обнаружили, что аспартат запускает эту модификацию eIF5A через неожиданный механизм. Удивительно, но аспартат не был захвачен раковыми клетками. Вместо этого он активировал белок клеточной поверхности, называемый рецептором NMDA в раковых клетках, что привело к каскаду сигналов, который в конечном итоге запустил гипузинирование eIF5A.

Это впоследствии запускает трансляционную программу, которая повышает способность раковых клеток изменять окружающую среду и делать ее более подходящей для агрессивного роста.

Изучая образцы опухолей легких у пациентов с метастатическим раком молочной железы , ученые отметили схожую с мышами трансляционную программу и повышенную экспрессию субъединицы рецептора NMDA, связывающей аспартат, по сравнению с метастазами из других органов.

Профессор Фендт поясняет: «Эта корреляция подчеркивает значимость результатов в клиническом контексте и предполагает, что аспартатная сигнализация может быть общей чертой раковых клеток, растущих в легких. Более того, существуют препараты, нацеленные на выявленный нами механизм, и, таким образом, при дальнейших исследованиях может стать возможным перенос результатов в клинические условия».