AR3 pagrįsta optogenetinė strategija rodo didelį efektyvumą skatinant apoptozę ir priešnavikinį poveikį

AR3 pagrįsta optogenetinė strategija rodo didelį efektyvumą skatinant apoptozę ir priešnavikinį poveikį

Vienas iš vėžio ląstelių požymių yra jų gebėjimas išvengti apoptozės, užprogramuotos ląstelių mirties, keičiantis baltymų ekspresijai. Apoptozės skatinimas vėžio ląstelėse tapo pagrindiniu naujų vėžio gydymo metodų akcentu, nes šie metodai gali būti mažiau toksiški sveikiems audiniams nei įprastinė chemoterapija ar spinduliuotė. Šiuo metu tikrinamas daugelio cheminių medžiagų gebėjimas sukelti apoptozę, o mokslininkai vis dažniau tiria šviesa aktyvuotas molekules, kurios gali būti nukreiptos naudojant lazerius į naviko vietas, nepagailint aplinkinių sveikų audinių.

Vėžio ląstelės turi mitochondrijas, kurios suteikia energijos greitam augimui ir dalijimuisi. Tačiau manoma, kad per daug šarminga aplinka sutrikdo mitochondrijų funkciją ir sukelia apoptozę.

Mikrobinis baltymas, vadinamas archaerhodopsin-3 (AR3), gali būti šarmingumo sukeltos apoptozės pagrindas. Veikiant žaliai šviesai, AR3 pumpuoja vandenilio jonus iš ląstelės, padidindamas šarmingumą, sutrikdydamas ląstelių funkcijas ir galiausiai sukeldamas apoptozę. AR3 gebėjimas sukelti vėžiui specifinių ląstelių linijų apoptozę buvo pabrėžtas neseniai paskelbtame profesoriaus Yuki Sudo, dr. Keiichi Kojima, dr. Shin Nakao ir jos komandos iš Okajamos universiteto, Japonijos, medicinos, odontologijos ir farmacijos mokslų aukštosios mokyklos. Jų rezultatai buvo paskelbti internete mAmerikos chemijos draugijos leidinys2025 metų lapkričio 4 dieną.

"Ankstesniame tyrime sukūrėme naują optogenetinį metodą, skirtą sukelti apoptozinę ląstelių mirtį per ląstelių pH šarminimą AR3."sakė prof. Sudo. Jis pridūrė:"Šiame tyrime mes pritaikėme savo AR3 pagrįstą optogenetinę strategiją pelių vėžio ląstelių linijoms ir parodėme jos didelį veiksmingumą skatinant apoptozę ir priešnavikinį poveikį tiek in vitro, tiek in vivo."

Autoriai pirmą kartą panaudojo genetiškai modifikuotus virusus, kad įterptų AR3 genus į pelių gaubtinės žarnos vėžio ląstelių liniją (MC38) ir melanomos ląstelių liniją (B16F10). Ląstelės be AR3 ekspresijos išgyveno normaliai, kai buvo veikiamos žalia šviesa. Priešingai, AR3 ekspresuojančios ląstelės parodė didelį ląstelių žūtį – daugiau nei 40% MC38 ir daugiau nei 60% B16F10, taip pat aiškius mitochondrijų sutrikimo, kaip apoptozės priežasties, požymius. Nesant žalios šviesos, apoptozės neįvyko, o tai patvirtina, kad AR3 aktyvumą specifiškai sukėlė šviesa.

Šių išvadų paskatinta, komanda naudojo šias ląstelių linijas, kad paskatintų sveikų pelių navikų susidarymą. Kai po šešių dienų šie navikai buvo veikiami žalios lazerio šviesos, AR3 ekspresuojantys navikai parodė reikšmingą ląstelių mirtį ir sumažino ląstelių proliferaciją išoriniuose naviko sluoksniuose. Dar svarbiau, kad AR3 ekspresuojantys navikai buvo 65–75% mažesni nei ne AR3 navikai, praėjus 13 dienų po naviko implantavimo.

“Pažymėtina, kad auglių, gautų iš MC38 ląstelių, naviko tūrio sumažėjimas buvo pastebėtas nuo 10 iki 13 dienų po ląstelių transplantacijos. Ši uždelsta regresija gali atspindėti ne tik tiesioginį apoptozės indukcijos ir ląstelių proliferacijos slopinimo poveikį, bet ir priešnavikinių imuninių atsakų aktyvavimą.priduria prof. Sudo.

Nors šie rezultatai yra daug žadantys, tyrime prieš implantavimą buvo naudojamos genetiškai modifikuotos vėžio ląstelės, todėl reikia atlikti tolesnius tyrimus, siekiant nustatyti, ar jau egzistuojantys navikai gali veiksmingai išreikšti AR3. Autoriai taip pat pažymi, kad šviesos skverbtis išlieka apribojimas, nes žalia lazerio šviesa gali sukelti apoptozę tik iki maždaug 1 mm gylio.

„Parodydami šviesos sukeltą apoptozę ir reikšmingą naviko augimo slopinimą dviejuose skirtinguose vėžio modeliuose, MC38 ir B16F10, pabrėžiame šio požiūrio apibendrinimą ir veiksmingumą.sakė prof. Sudo, pabrėždamas šių rezultatų svarbą. Autoriai teigia, kad AR3 pagrįsta optogenetinė terapija ilgainiui galėtų būti derinama su kitais vėžio gydymo būdais, siekiant padidinti veiksmingumą ir nukreipti į platesnį navikų spektrą.

Šaltiniai: