Как витамин D помогает бороться с устойчивым к лечению раком
Основная причина неудач химиотерапевтического лечения заключается в том, что опухоли развивают устойчивость к противоопухолевым препаратам. Новое исследование показывает, как витамин D может помочь решить эту проблему.
Исследователи из Университета штата Южная Дакота в Брукингсе продемонстрировали, что кальцитриол и кальципотриол, две активные формы витамина D, могут блокировать механизм, который позволяет раковым клеткам стать устойчивыми к лекарствам.
Механизм представляет собой белок-переносчик лекарств, называемый белком 1, связанным с множественной лекарственной устойчивостью (MRP1). Белок находится в клеточной стенке и приводит в действие насос, который выталкивает лекарства от рака из клетки.
Исследователи показали, что кальцитриол и кальципотриол могут избирательно воздействовать на раковые клетки, у которых слишком много MRP1, и разрушать их.
Суртай Хуссейн Ирам, доктор философии - доцент кафедры химии и биохимии Государственного университета Южной Дакоты - является старшим автором недавнего исследования. Метаболизм и утилизация лекарств документ о результатах.
Он заявляет, что «несколько эпидемиологических и доклинических исследований показывают положительный эффект витамина D в снижении риска и прогрессирования рака, но мы первыми обнаружили его взаимодействие с белком-переносчиком лекарств и его способность избирательно убивать устойчивые к лекарствам раковые клетки».
Ирам объясняет, что кальцитриол и кальципотриол не могут убить «наивные раковые клетки», которые еще не выработали химиорезистентность. Однако, как только клетки становятся устойчивыми к лекарствам, они становятся жертвами кальцитриола и кальципотриола.
Белки-переносчики, множественная лекарственная устойчивость
Белки-переносчики лекарств управляют клеточными процессами, которые поглощают, распределяют и выводят лекарства из организма.
Раковые клетки, у которых развивается устойчивость к химиотерапевтическим препаратам, часто сверхэкспрессируют или продуцируют белки-переносчики. Это изобилие является основной причиной химиорезистентности.
Исследования связывают сверхэкспрессию MRP1 с множественной лекарственной устойчивостью при раке груди, легких и простаты.
Тот факт, что кальцитриол и кальципотриол могут убивать химиорезистентные раковые клетки, является примером того, что ученые называют «побочной чувствительностью».
Побочная чувствительность - это «способность соединений убивать» клетки с множественной лекарственной устойчивостью, но не родительские клетки, из которых они произошли.
Около 90% неудач химиотерапевтического лечения происходит из-за приобретенной лекарственной устойчивости. Клетки с множественной лекарственной устойчивостью стали устойчивыми к лекарствам, которые различаются не только по структуре, но и по способу действия.
Основная причина такого сопротивления - оттокные насосы, которые вытесняют так много лекарства, что уровень, остающийся в клетке, слишком низкий, чтобы быть эффективным.
«Ахиллесова пята раковых клеток, устойчивых к лекарствам»
Однако, хотя сверхэкспрессия MRP1 является преимуществом в том смысле, что она позволяет раковым клеткам выкачивать химиотерапевтические препараты, это также является потенциальным недостатком, поскольку нацеливание на белок может вывести из строя насос.
Как указывает Ирам: «Обретение силы в одной области обычно создает слабость в другой - все в природе имеет свою цену».
«Наш подход, - добавляет он, - состоит в том, чтобы нацеливаться на ахиллесову пятку устойчивых к лекарствам раковых клеток, используя цену устойчивости, связанную с сопротивлением».
Используя культивированные раковые клетки, он и его коллеги протестировали восемь соединений, которые в предыдущих исследованиях определили как способные взаимодействовать с MRP1.
Из восьми соединений они обнаружили, что «активный метаболит витамина D-3, кальцитриол и его аналог кальципотриол» как блокируют транспортную функцию MRP1, так и убивают только клетки, которые сверхэкспрессируют белок-транспортер.
«Наши данные, - заключают авторы, - указывают на потенциальную роль кальцитриола и его аналогов в борьбе со злокачественными новообразованиями, при которых экспрессия MRP1 является заметной и способствует [множественной лекарственной устойчивости]».
Широкие последствия
Ирам говорит, что их результаты также имеют значение для лечения многих других заболеваний.
MRP1 не только снижает эффективность противораковых препаратов, но также может ослаблять действие антибиотиков, противовирусных, противовоспалительных средств, антидепрессантов и лекарств, которые лечат ВИЧ.
Кроме того, MRP1 - это всего лишь один из типов белков-переносчиков. Он принадлежит к большому семейству, называемому ABC-транспортерами, которые перемещают вещества внутрь и из всех типов клеток не только животных, но и растений.
Фактически, в растениях содержится больше белков-транспортеров ABC, а это означает, что результаты могут иметь широкое применение в производстве продуктов питания и сельском хозяйстве.
«Если мы сможем лучше справиться с этими перевозчиками, мы сможем повысить эффективность лекарств. Пациенты могут принимать меньше лекарств, но получать тот же эффект, потому что лекарства не выкачиваются так сильно ».
Суртай Хуссейн Ирам, доктор философии
