Полиамины – это органические молекулы, которые присутствуют во всех живых клетках и играют ключевую роль в их росте и развитии. В последние годы особое внимание ученых привлек спермидин, один из полиаминов, благодаря его способности поддерживать здоровое старение. Эти соединения, часто называемые «геропротекторами», стимулируют аутофагию – процесс клеточной «уборки», при котором клетка избавляется от поврежденных компонентов. Однако та же самая группа молекул представляет собой научную загадку: высокий уровень полиаминов постоянно наблюдается во многих типах раковых опухолей, где они связаны с агрессивным ростом. Как одни и те же вещества могут способствовать долголетию и одновременно питать рак?
Новое исследование, проведенное командой ученых из Токийского научного университета под руководством доцента Кёхэя Хигаси, проливает свет на этот парадокс. Результаты их работы, опубликованные в «Journal of Biological Chemistry», показывают, что полиамины действуют по-разному в зависимости от клеточного окружения, используя для этого два почти идентичных белка-«переключателя» – eIF5A1 и eIF5A2. Хотя их аминокислотные последовательности совпадают на 84%, их функции кардинально различаются.
Используя передовые методы протеомики, исследователи проанализировали более 6700 белков в раковых клетках человека. Они обнаружили, что в раковых тканях полиамины способствуют синтезу белка eIF5A2. Этот белок, в свою очередь, перепрограммирует метаболизм клетки, заставляя ее активно использовать гликолиз – быстрый, но неэффективный способ получения энергии, который характерен для быстрорастущих опухолей. В здоровых же тканях полиамины взаимодействуют с его «близнецом» – белком eIF5A1, который, напротив, активирует работу митохондрий и процессы клеточного самоочищения, что связано с продлением жизни клетки.
«Биологическая активность полиаминов через белки eIF5A различается в нормальных и раковых тканях, – объясняет доктор Хигаси. – В нормальных тканях активированный полиаминами eIF5A1 стимулирует митохондрии через аутофагию, тогда как в раковых тканях eIF5A2 контролирует экспрессию генов на уровне трансляции, способствуя размножению раковых клеток».
Ученые также выяснили, как именно полиамины увеличивают количество «ракового» белка eIF5A2. Оказалось, что в норме его производство сдерживается небольшой регуляторной молекулой РНК под названием miR-6514-5p. Полиамины нарушают работу этого естественного «тормоза», что приводит к неконтролируемому синтезу eIF5A2 и, как следствие, к ускоренному росту опухоли.
Эти выводы имеют огромное значение как для разработки новых методов лечения рака, так и для оценки безопасности пищевых добавок с полиаминами. Исследование указывает на eIF5A2 как на перспективную терапевтическую мишень: блокирование этого белка может замедлить рост опухоли, не затрагивая при этом полезные функции его «здорового» аналога eIF5A1. Таким образом, наука приближается к пониманию того, как можно использовать омолаживающие свойства полиаминов, одновременно нейтрализуя их способность поддерживать развитие онкологических заболеваний.