Когда источников аминокислот вокруг становится мало, злокачественные клетки выделяют наружу ферменты для общего «внеклеточного пищеварения».

Известно, что раковые клетки конкурируют друг с другом за питательные вещества, и растущую агрессивность опухоли в целом можно связать с тем, что в ней начинают преобладать те клетки, которые успешно «переконкурировали» своих соседей. Но в статье в Nature сотрудников Нью-Йоркского университета речь идёт не о конкуренции раковых клеток, а об их сотрудничестве. Исследователи экспериментировали со злокачественными клетками разных видов, растя их в разных условиях, меняя им, среди прочего, уровень питательных веществ. Клетки обычно соревнуются друг с другом за аминокислоты, и если аминокислот в питательной среде было мало, они росли плохо – но лишь тогда, когда самих клеток тоже было мало. Если их плотность была велика, они как будто не чувствовали, что аминокислот мало, и продолжали активно делиться.

Клетки плоскоклеточной карциномы человека. (Фото: Weining Zhong / Flickr.com) 

Дальнейшие эксперименты показали, что злокачественные клетки получают аминокислоты из олигопептидов, которые они захватывают из окружающей среды. Олигопептиды представляют собой короткие аминокислотные цепочки, образовавшиеся при распаде более крупных белков-полипептидов. Конкурирующие клетки захватывают олигопептиды целиком, чтобы внутри себя расщепить их на отдельные аминокислоты. Однако в питательной среде с большой плотностью раковых клеток исследователи вдруг увидели, что олигопептиды расщепляются снаружи, а не внутри клеток: те выделяли из себя ферменты-пептидазы, которые последовательно отщепляли от пептидов аминокислоты одну за другой, и эти аминокислоты поступали в общее распоряжение.

Главной пептидазой оказался фермент CNDP2. Если его блокировали, раковым клеткам становилось плохо. CNDP2 нужен именно для внеклеточного расщепления пептидов, и если с неработающим CNDP2 клетки перестают делиться и даже гибнут, можно сделать вывод, что такой способ общего питания для клеток крайне важен. От опытов с клеточными культурами перешли к опытам с мышами: им пересаживали злокачественные клетки, у которых генетическим редактором отключали ген Cndp2. Опухоли из клеток с отключённым Cndp2 формировались значительно хуже, и это «хуже» можно было усилить, урезав в рационе мышей содержание аминокислот. Похожий эффект получался и с обычными раковыми клетками, когда мышам давали вещество, подавляющее фермент CNDP2; действие вещества опять же подкрепляли специальной диетой.

Соединение, подавляющее CNDP2, называется бестатин. На самом деле, в онкологии его знают, однако, будучи безопасным для людей, в терапии он демонстрировал лишь относительную эффективность. Возможно, изменения в диете больных помогут значительно усилить его действие. С другой стороны, тут могут появиться и другие вещества-ингибиторы, ещё сильнее подавляющие активность CNDP2, или же в принципе отключающие у раковых клеток способность к пищевому сотрудничеству.