Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

Пчелиный яд разрушил клетки агрессивного рака молочной железы

Раковые опухоли в мышах после введения доцетаксела (слева) и доцетаксела в сочетании с меллитином (справа)

Ciara Duffy et al. / npj Precision Oncology, 2020

Австралийские ученые выяснили, что пчелиный яд (а в частности — входящий в его состав пептид мелиттин) избирательно вызывает гибель клеток рака молочной железы: об этом они пишут в журнале npj Precision Oncology. Эффект наблюдали на двух агрессивных подтипах этого рака: HER2-позитивном и трижды негативном. Пчелиный яд и мелиттин подавляли активность рецепторов HER2 и EGFR, повышенную экспрессию которых в раковых клетках связывают с бесконтрольным делением и ростом опухоли. Исследователи также модифицировали молекулу мелиттина так, что удалось увеличить селективность его действия, а сочетанием химиотерапевтического препарата доцетаксела как с пчелиным ядом, так и с мелиттином ученые смогли повысить эффективность терапии.

Пчелиный яд (апитоксин) — сложная смесь биологически активных компонентов, большую часть из которых составляют белки и пептиды. Главным среди них можно считать полипептид мелиттин, так как он преобладает в массовом соотношении (до 50 процентов сухого остатка пчелиного яда) и отвечает за раздражающее действие апитоксина. Лучше всего мелиттин известен своими противомикробными свойствами, однако в последнее время внимание ученых все чаще обращается к использованию мелиттина в лечении онкологичесих заболеваний.

В своей работе Сиара Даффи (Ciara Duffy) с сотрудниками из Института медицинских исследований Гарри Перкинса в Австралии изучала воздействие апитоксина и отдельно мелиттина на клетки разных молекулярных подтипов рака молочной железы. Те определяются гиперэкспрессией некоторых маркерных белков на поверхности клеточной мембраны: рецепторов эстрогена (ER) и прогестерона (PR) и рецептора HER2. Для HER2-позитивного подтипа рака характерна увеличенная экспрессия только HER2; при трижды негативном раке не увеличена экспрессия ни одного из перечисленных белков, однако примерно в 50 процентах случаев гиперэкспрессируется рецептор EGFR; третий подтип — люминальный, когда на поверхности клеток преобладают либо только ER и PR (люминальный подтип А), либо все три маркерных рецептора (люминальный подтип B). 

В эксперименте исследователи извлекали секрет из ядовитых желез пчел, которым обрабатывали впоследствии клеточные культуры всех трех подтипов рака молочной железы, а в качестве контроля — немодифицированные здоровые культуры. Аналогичные опыты проводили с чистым мелиттином.

Эксперименты показали, что дозозависимый эффект как цельного пчелиного яда, так и отдельно мелиттина на культуры наиболее выражен для трижды негативных и HER2-позитивных клеток, чуть слабее — для люминальных и меньше всего — для немодифицированных клеток.

Несмотря на достаточно избирательный характер действия апитоксина и мелиттина, исследователи решили создать мутантный вариант мелиттина — RGD1-мелиттин с дополнительным α-спиральным RGD-мотивом, который связывается с интегринами αvβ6 и αvβ3, обильно экспрессированными на поверхности клеток рака молочной железы. Оказалось, что действие RGD1-мелиттина достоверно более избирательно, чем немодифицированного мелиттина.

Также исследователи изучили совместное воздействия мелиттина, цельного пчелиного яда и химиотерапевтических препаратов на злокачественные опухоли. На этот раз эксперименты проводили над трижды негативной клеточной линией Т11 из мышей, обрабатывая их препаратом доцетакселом, мелиттином и пчелиным ядом по отдельности, а также в сочетаниях пчелиного яда с доцетакселом или мелиттина с доцетакселом. Эффективными оказались сочетания с доцетакселом как мелиттина, так и пчелиного яда. Исследователи предположили, что это связано со способностью мелиттина образовывать поры на плазматической мембране клеток, способствуя проникновению химиотерапевтического препарата в цитоплазму.

Совместное воздействие доцетаксела с мелиттином и пчелиным ядом изучили и in vivo на мышах, в которых пересаживали раковые клетки Т11. На третий день после образования опухолей Т11 (объемом около 50 кубических миллиметров) мышей разделили на четыре группы по 12 особей в каждой: в опухоль мышей первой группы вводили контрольный раствор, во второй — мелиттин, в третьей — доцетаксел, в четвертой — смесь мелиттина и доцетаксела. Всего обработок было семь, с перерывами в два-три дня. Именно смесь мелиттина и доцетаксела показала лучшие результаты: рост опухоли был наименее выражен. Это позволяет предположить, что опухоли, не чувствительные к доцетакселу, можно обрабатывать мелиттином, чтобы повысить эффективность химиотерапии.

Авторы говорят о необходимости продолжить исследования влияния апитоксина на раковые опухоли, однако уже полученные результаты весьма многообещающие: апитоксин и мелиттин не только достаточно избирательно разрушают раковые клетки рака молочной железы, но и активнее всего действуют на клетки наиболее агрессивных молекулярных подтипов, при которых прогнозы выживаемости пациентов особенно неблагополучные.

Медоносные пчелы — не единственные в отряде перепончатокрылых борцы с раком. Ранее мы писали о том, как подобным образом токсин бразильских ос эффективен в разрушении раковых клеток.

Наталия Миранда

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.