Ингибирование антиоксидантных ферментов может быть новой стратегией лечения нейробластомы

Нейробластома — одна из наиболее агрессивных опухолей симпатической нервной системы. Чаще всего она встречается в младших возрастных группах и является причиной 15% смертей от рака у детей. Нейробластома способна как к агрессивному течению, так и к спонтанной регрессии и перерождению в доброкачественную опухоль, причем клетки дифференцируются в нейроны. Дифференцировку клеток при нейробластоме и некоторых других видах рака может вызывать ретиноевая кислота (подробнее на PCR.NEWS). однако примерно половина пациентов не отвечает на лечение или у них развивается резистентность. Поэтому актуален поиск альтернативных мишеней, воздействие на которые будет способствовать дифференцировке клеток.

Примерно у 20% пациентов (в группе высокого риска у 40%) наблюдается амплификация онкогена MYCN, а у тех пациентов, у которых амплификации не наблюдается, может быть повышен уровень его экспрессии, и это повышение связано с плохим прогнозом. Амплификация MYCN сопровождается активацией метаболизма и клеточного деления и, как следствие, повышается уровень активных форм кислорода (АФК). Это могло бы привести к гибели опухолевой клетки, но в ней увеличивается продукция антиоксидантных ферментов, и таким образом она преодолевает окислительный стресс. Если повышенные концентрации АФК ведут к повреждению клеток, то умеренные концентрации могут управлять процессами дифференцировки. Группа ученых из Швеции исследовала два антиоксидантных фермента — PRDX6 и GSTP1 — как потенциальные терапевтические мишени для индукции дифференциации клеток нейробластомы.

Фермент PRDX6 (пероксиредоксин 6) имеет много функций, в том числе защищает клетки от АФК и участвует в восстановлении мембран и метаболизме липидов, а GSTP1 (глутатион-S-трансфераза Pi 1) восстанавливает его пероксидазную активность, для которой требуется глутатион. Оба фермента способствуют сохранению недифференцированного, агрессивного фенотипа нейробластомы и напрямую активируются MYCN.

Исследователи проанализировали экспрессию генов PRDX6, GSTP1 и некоторых других антиоксидантных ферментов в клетках нейробластомы (из двух независимых когорт пациентов от младенческого возраста до подростков). Повышенные уровни PRDX6 и GSTP1 ассоциировались с низкой выживаемостью пациентов и недифференцированным фенотипом опухоли.

В клеточных линиях нейробластомы (как с амплификацией MYCN, так и без нее) фармакологическое ингибирование PRDX6 снижало уровень MYCN, вызывало апоптоз и индуцировало нейрональную дифференцировку. Эти эффекты подтверждались и при снижении экспрессии PRDX6 с помощью малых шпилечных РНК (shRNA), что также усиливало накопление липидных капель, необходимых для дифференцировки клеток.

Комбинированное ингибирование PRDX6 и GSTP1 в культуре клеток усиливало апоптоз, повышало уровень АФК и индуцировало более выраженную нейрональную активность (измеренную с помощью кальциевых сенсоров) по сравнению с монотерапией или лечением RA. Эти эффекты сопровождались активацией сигнальных путей (CREB, PRAS40, RSK1/2) — при дифференцировке, вызванной ретиноевой кислотой, данные пути не задействуются.

В модели ксенотрансплантата на мышах двойное ингибирование PRDX6 и GSTP1 приводило к существенному уменьшению объема опухоли, снижению пролиферации и повышению экспрессии нейрональных маркеров без заметной токсичности. Авторы показали, что PRDX6 и GSTP1 являются прямыми транскрипционными мишенями MYCN: метод иммунопреципитации хроматина с количественной ПЦР (ChIP-qPCR) подтвердил связывание MYCN с промотором PRDX6, а подавление MYCN снижало экспрессию этих ферментов. Помимо этого, двойное ингибирование усиливало чувствительность клеток к химиотерапевтическим препаратам (винкристин, этопозид).

Таким образом, PRDX6 и GSTP1 играют ключевую роль в поддержании недифференцированного фенотипа нейробластомы и в защите опухоли от окислительного стресса. Их одновременное ингибирование вызывает апоптоз и индуцирует дифференцировку клеток в нейроны, причем механизм отличается от того, который задействует ретиноевая кислота, а также улучшает чувствительность к химиотерапии. Такой подход может стать альтернативой существующим методам терапии нейробластомы.

Вирус Зика уничтожает клетки нейробластомы