Лидокаин запустил апоптоз опухолевых клеток через рецептор горького вкуса

Американские ученые обнаружили, что лидокаин — распространенный местный анестетик — вызывает внутриклеточную мобилизацию ионов кальция в клетках карцином головы и шеи посредством активации рецептора горького вкуса T2R14. Как сообщается в журнале Cell Reports, активация T2R14 лидокаином деполяризует митохондрии и индуцирует апоптоз через убиквитин-протеасомный путь распада белков.

Плоскоклеточный рак головы и шеи возникает на слизистой оболочке полости рта, носа, гортани и глотки в результате воздействия канцерогенов или вируса папилломы человека. Ежегодно регистрируется около 900 тысяч новых случаев рака, при этом пятилетняя смертность составляет около 50 процентов. Онкологи лечат такие опухоли с помощью хирургического вмешательства, лучевой терапии, химиотерапии, а иногда и иммунотерапии. Однако пациенты часто страдают от побочных эффектов существующих методов лечения, которые снижают качество жизни. В долгосрочной перспективе могут возникать физические уродства, хроническая боль, зависимость от трахеостомы или питательной трубки, а также неспособность к устному общению.

Некоторые исследования предполагают, что лидокаин также может оказывать противоопухолевое действие и снижать частоту метастазирования при некоторых злокачественных новообразованиях. Однако непонятно, через какие клеточные эффекты лидокаин может оказывать противоопухолевый эффект.

Команда Роберта Ли (Robert Lee) из Пенсильванского университета предположила, что лидокаин может оказывать проапоптотическое действие на клетки плоскоклеточного рака головы и шеи. Ученые посчитали, что лидокаин может действовать через рецептор горького вкуса T2R14. Они выяснили, что лидокаин избирательно активирует рецептор T2R14, который широко представлен в тканях полости рта и других регионах орофарингеальной области. Эта активация ведет к увеличению внутриклеточной концентрации ионов кальция, причем она увеличивается независимо от блокады потенциалзависимых натриевых каналов. Оказалось, что концентрация кальция увеличивается за счет мобилизации внутриклеточных запасов, которые содержаться в эндоплазматическом ретикулуме, через G-белки.

После этого в ходе экспериментов выяснилось, что лидокаин быстро деполяризует мембрану митохондрий, что влияет на общую жизнеспособность опухолевых клеток. Однако конечным механизмом, ответственным за апоптоз раковых клеток при активации рецептора T2R14 лидокаином, ученые признали накопление поли-убиквитинированных белков, которые при нормальной концентрации кальция и активных форм кислорода должны деградировать под воздействием протеасом в убиквитин-протеасомном пути распада белков. Однако этот путь не справляется с большим количеством таких белков, из-за чего клетка уходит в апоптоз.

Исследователи считают, что гели с лидокаином или внутриопухолевые инъекции лидокаина позволят сделать лечение рака головы и шеи более эффективным, безопасным и сохраняющим качество жизни. Кроме того, исследователи обнаружили, что клетки карцином, ассоциированных с вирусом папилломы человека, экспрессируют в разы больше рецептора T2R14, что говорит о еще большем полезном эффекте лидокаина на эти опухоли.

На риск развития карцином головы и шеи может влиять множество факторов. Недавно мы рассказывали, что снижение разнообразия грибкового сообщества и чрезмерный рост нескольких грибковых организмов в полости рта связаны со значительно повышенным риском развития назофарингеальной карциномы.