Dlouho považováno za nemožné: Objev záložního buněčného systému otevírá cestu k nové léčbě rakoviny

Molekulární genetik z Montanské státní univerzity učinil průlomový objev, který by mohl zásadně změnit přístup k léčbě některých typů rakoviny.

Molekulární genetik z Montanské státní univerzity učinil průlomový objev, který by mohl zásadně změnit přístup k léčbě některých typů rakoviny. Vědec Ed Schmidt totiž odhalil buněčný proces, který byl dosud považován za nemožný – schopnost živé buňky vytvářet aminokyselinu cystein i v případě, že její primární systémy pro tuto syntézu selžou.

Cystein je pro buňky naprosto klíčový, neboť pomáhá při tvorbě bílkovin, chrání je před poškozením a umožňuje vznik disulfidových vazeb, které stabilizují proteiny a udržují jejich trojrozměrný tvar. Vědci po desetiletí věděli, že buňky nemají k cysteinu vnější přístup, a proto si ho musí vytvářet interně štěpením jeho oxidované formy, cystinu, pomocí takzvaného disulfidreduktázového systému. Schmidtův tým však objevil dosud neznámý záložní systém v savčích buňkách, který dokáže převzít tuto funkci, když hlavní systémy selžou.

K tomuto objevu došlo ve třech fázích během devíti let. První „aha moment“ nastal v roce 2014, kdy kolonie myší přežila, ačkoli podle tehdejších vědeckých poznatků neměla. Tyto myši totiž postrádaly známý systém pro přeměnu cystinu na cystein. Trvalo dalších sedm let, než Schmidtův tým ve spolupráci s týmem Petera Nagye z Maďarského národního onkologického institutu v Budapešti odhalil, jakým způsobem myši cystein z cystinu stále vyráběly. Ukázalo se, že když buňky nemohou využít disulfidreduktázový systém, záložní mechanismus chemicky přeruší sousední vazbu uhlík-síra v cystinu, čímž uvolní cystein pro potřeby buňky.

Tento nově objevený záložní systém může hrát dvojí roli. Na jedné straně by mohl pomáhat lidem přežít tím, že chrání buňky před elektrofilními toxiny, které některé organismy produkují k obraně. Schmidt se domnívá, že tato schopnost přežít bez disulfidreduktáz se pravděpodobně vyvinula u našich nejranějších mnohobuněčných předků jako mechanismus odolnosti vůči toxinům z potravy nebo prostředí. Na straně druhé však stejná dráha, která chrání naše buňky před oxidanty a toxiny, pravděpodobně chrání i rakovinné buňky před chemoterapií, radioterapií nebo imunoterapií. Znalost tohoto obranného mechanismu otevírá možnost jeho přesné deaktivace u rakovinných buněk, čímž by se staly náchylnější k léčbě.

Na výzkumu se podílelo několik studentů Montanské státní univerzity, včetně spoluautorů Zoe Seaford a Sydney Austad, kteří pracovali v Schmidtově laboratoři jako vysokoškolští studenti. Děkan zemědělské fakulty Sreekala Bajwa ocenil tento vědecký průlom jako důkaz síly výzkumu, který nově definuje to, co bylo považováno za možné, a posouvá vpřed nové přístupy k léčbě rakoviny.