Команда исследователей во главе с учеными из института Карнеги обнаружила ключевой биохимический цикл, подавляющий иммунный ответ, тем самым, позволяя раковым клеткам бесконтрольно размножаться.Исследование показало, как биомолекулы, ответственные за здоровые Т-клетки (первичный уровень иммунной защиты) подавляются, позволяя раку распространяться. Тот же цикл может быть ответственен за аутоиммунные болезни, такие как рассеянный склероз.

В своем исследовании ученые использовали наносенсоры флуоресцентного резонансного переноса энергии (fluorescence resonance energy transfer (FRET)). Обычно такие наносенсоры состоят из чувствительного лиганда, аллостерически парного флюоресцирующему протеину, подходящему для флуоресцентного резонансного переноса энергии.FRET требует донора и акцептора флюорофора с перекрывающимися спектрами излучения и поглощения, соответственно. На базе генномодифицированного ингибитора триптофана E.coli был создан FLIPW-наносенсор (fluorescent indicator protein for detection of tryptophan – флюоресцентный индикаторный белок для обнаружения триптофана), работающий на принципе резонансного переноса энергии.

Триптофан – важнейшая аминокислота. Люди получают ее из пищевых продуктов: зерновых, бобов, фруктов и мяса. Триптофан важен для нормального роста и развития детей и баланса азота у взрослых. Иммунный ответ T-клеток также зависят от триптофана. Если Т-клетки не получают достаточно триптофана, они погибают, и иммунного ответа не происходит.

С помощью наносенсоров ученым удалось проследить преобразования, которым подвергается триптофан в раковых клетках. С помощью специального энзима раковая клетка преобразует триптофан в молекулу, называемую кинеренином. В результате концентрацию триптофана в местных тканях падает, и T-клетки остаются без триптофана. Ключевое открытие состояло в том, транспортный белок, присутствующий в определенных типах раковых клеток, обменивает триптофан извне клетки на клеточный кинуренин, приводя к избытку кинуренина, токсичного для Т-клеток. В результате, Т-клетки подвергаются двойной атаке: недостатку триптофана и наличию ядовитого кинуренина.

Рис. 1. Структурные модели FLIPW-сенсоров триптофана

Ученые верят, что наносенсоры позволят разработать новые лекарства, ослабляющие способности раковых клеток по преобразованию триптофана и его перекачке из внешних тканей.

Работа опубликована в последнем выпуске (25 сентября) журнала PLoS Biology.

Дмитрий Лещев