Исследователи из лаборатории профессора Сары-Марии Фендт (VIB-KU Leuven) и ее коллеги обнаружили, что наличие аминокислоты аспартат является одной из причин, по которой легкие часто являются органом метастазирования . Их работа опубликована в Nature и улучшает наше понимание биологии рака, одновременно обеспечивая основу для новых терапевтических вмешательств при метастатических заболеваниях.
Более половины онкологических больных, у которых рак распространяется за пределы первичного очага, имеют метастазы в легких. 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 обнаружили 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.
Джиневра Доглиони, аспирантка лаборатории Фендта и первый автор исследования, говорит: «Мы обнаружили высокие уровни аспартата в легких мышей и пациентов с раком молочной железы по сравнению с мышами и пациентами без рака, что позволяет предположить, что аспартат может играть важную роль в метастазах 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.
Многие белки в 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.
Исследователи обнаружили, что аспартат запускает эту модификацию eIF5A через неожиданный механизм. Удивительно, но аспартат не был поглощен раковыми клетками. Вместо этого он активировал белок клеточной поверхности, называемый рецептором NMDA в раковых клетках, что привело к сигнальному каскаду, который в конечном итоге запустил гипузинирование eIF5A. Это впоследствии запускает трансляционную программу, которая усиливает способность раковых клеток изменять свою 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.