Российские ученые выявили альтернативный механизм действия эффективного противоопухолевого препарата — фермента под названием L-аспарагиназа. Оказывается, некоторые варианты этого фермента блокируют рост теломер (концевых участков хромосом) на молекулах ДНК, что ограничивает число делений раковой клетки. О новом эффекте исследователи сообщили в журнале Biochemical and Biophysical Research Communications.

«L-аспарагиназа — фермент, который применяется онкологами уже больше 35 лет для лечения острого лимфобластного лейкоза (рака кроветворной системы) у детей. В последние годы появились данные о его эффективности при NK/T-клеточных лимфомах (одна из форм рака кожи). Этому посвящена еще одна наша работа», — отметил соавтор статьи Вадим Покровский, доктор медицинских наук, профессор кафедры биохимии имени Т.Т. Березова РУДН.

О противоопухолевом эффекте этого фермента ученые узнали в 1950-х годах, когда случайным образом заметили, что сыворотка крови морской свинки с высоким содержанием L-аспарагиназы останавливает развитие лейкоза у мышей. Этот фермент присутствует у большого количества бактерий, грибов, простейших и даже растений. В медицинских целях он извлекается из кишечной палочки (E.coli): ген, кодирующий L-аспарагиназу, встраивается в штамм-продуцент, чтобы фермент можно было получить в промышленных количествах.

Противоопухолевый эффект фермента связан с расщеплением аспарагина — одной из основных аминокислот, из которых построены белки в организме. Когда L-аспарагиназа расщепляет аспарагин, многие клетки, чувствительные к дефициту этого вещества, погибают. Прежде всего это относится к опухолевым клеткам, неспособным синтезировать эту аминокислоту самостоятельно.

Ученые РУДН в сотрудничестве с коллегами из лаборатории медицинской биотехнологии Института биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича и лаборатории комбинированной терапии опухолей НМИЦ онкологии имени Н.Н. Блохина нашли и исследовали другой эффект L-аспарагиназы, о котором раньше известно не было. Для этого был использован полученный в ИБМХ штамм L-аспарагиназы другого микроорганизма, Rhodospirillum rubrum, в который были внесены точечные аминокислотные замены и биологические свойста которой были изменены.

Оказалось, что L-аспарагиназа может еще ингибировать (блокировать) теломеразу – фермент, отвечающий за удлинение концевых фрагментов ДНК (теломер), длина которых определяет возможное число делений клеток. Таким образом, ученые обнаружили, что L-аспарагиназа может ограничивать число делений раковой клетки.

Перспективы исследования связаны с возможностью получения новых ферментов с более сильным противоопухолевым эффектом, который может быть реализован благодаря наличию двойственного механизма действия на опухолевую клетку. Это может быть как дополнительное (в добавление к уменьшению поступления в клетку аминокислоты) укорочение теломер, так и другие эффекты, которые пока еще неизвестны науке.