Как витамин D помогает бороться с устойчивым к лечению раком

  Главная причина неудач химиотерапии заключается в том, что у опухолей развивается устойчивость к противораковым лекарствам. Новое исследование показывает, как витамин D может помочь преодолеть эту проблему.

  Исследователи из Государственного университета Южная Дакота в Брукингсе продемонстрировали, что кальцитриол и кальципотриол, две активные формы витамина D, способны блокировать механизм, позволяющий раковым клеткам становиться устойчивыми к препаратам. Механизм представляет собой белок-переносчик лекарств, называемый белком 1, ассоциированным с множественной лекарственной устойчивостью (MRP1). Белок находится в клеточной стенке и управляет насосом, выбрасывающим лекарства от рака из клетки. Исследователи продемонстрировали, что кальцитриол и кальципотриол могут выборочно сосредотачиваться на раковых клетках, имеющих слишком много MRP1, и разрушать их.

  Суртадж Хуссейн Ирам, кандидат медицинских наук, доцент кафедры химии и биохимии в Государственном университете Южная Дакота, является ведущим автором недавнего доклада об открытиях в области метаболизма лекарственных средств и их распределения. Он заявляет, что “несколько эпидемиологических и доклинических исследований демонстрируют положительный эффект витамина D в снижении риска возникновения рака и его прогрессирования, и они первыми обнаружили взаимодействие витамина D с белком-переносчиком лекарств и его способность избирательно убивать устойчивые к лекарствам раковые клетки”. Ирам объясняет, что кальцитриол и кальципотриол не могут убивать “простые раковые клетки”, которые еще не развили устойчивость к химии. Однако, как только клетки становятся устойчивыми к лекарствам, они становятся жертвами кальцитриола и кальципотриола.

  Белки-переносчики, множественная лекарственная устойчивость

  Белки-переносчики лекарств управляют клеточными процессами, которые поглощают, распределяют и выводят лекарства из организма. Раковые клетки, у которых развивается устойчивость к химиотерапии, часто сверхэкспрессируют или перепроизводят транспортерные белки. Этот избыток является основной причиной сопротивления к химическим препаратам. Исследования связывают сверхэкспрессию MRP1 с множественной лекарственной устойчивостью при раке молочной железы, легких и простаты. Тот факт, что кальцитриол и кальципотриол могут убивать устойчивые к химиотерапии  раковые клетки, является примером того, что ученые описывают как “коллатеральная чувствительность”. Коллатеральная чувствительность - это способность соединений уничтожать клетки с множественной лекарственной устойчивостью, но не родительские клетки, от которых они произошли.

  Около 90% неудач химиотерапии связаны с приобретенной лекарственной устойчивостью. Клетки с множественной лекарственной устойчивостью стали резистентными к лекарствам, отличающимся не только по структуре, но и по способу действия. Основной причиной такой устойчивости является эффлюксный насос, который вытесняет настолько много лекарственного средства, что уровень, который остается в клетке, становится слишком низким, чтобы быть эффективным.

  “Ахиллесова пята” устойчивых к лекарствам раковых клеток

  Однако, хотя сверхэкспрессия MRP1 является преимуществом в том смысле, что она позволяет раковым клеткам выкачивать химиотерапевтические препараты, она также является потенциальным недостатком, так как нацеливание на белок может нарушить работу насоса. Как подмечает Ирам: “Получение преимущества в одной области обычно ослабляет другую - все в природе имеет свою цену”. “Наш подход, - добавляет он, - нацелен на ахиллесову пяту устойчивых к лекарственным средствам раковых клеток и заключается в использовании баланса устойчивости к сопротивлению и приспосабливаемости”.

  Используя выращенные раковые клетки, он с коллегами протестировал восемь соединений, которые в предыдущих исследованиях были определены как способные взаимодействовать с MRP1. Они обнаружили, что из восьми соединений “активный метаболит витамина D-3, кальцитриол и его аналог кальципотриол” блокировали транспортную функцию MRP1, а также убивали только те клетки, которые сверхэкспрессировали белки-переносчики. “Наши данные, - подводят итог авторы, - указывают на потенциальную роль кальцитриола и его аналогов в целенаправленном нападении на злокачественные новообразования, при которых экспрессия MRP1 является заметной и является причиной для возникновения множественной лекарственной устойчивости”.

  Разнообразные последствия

  Ирам говорит, что их открытия также имеют значение для лечения многих других заболеваний. MRP1 не только снижает эффективность противораковых лекарств, но также может ослаблять эффект антибиотиков, противовирусных препаратов, противовоспалительных средств, антидепрессантов и лекарств, которые лечат ВИЧ. Также MRP1 является всего лишь одним из типов транспортных белков. Он принадлежит к большой семье, называемой ABC транспортерами, которые перемещают вещества от всех видов клеток и к ним, не только у животных, но и у растений. На самом деле, в растениях содержится больше белков-переносчиков ABC, что говорит о том, что сделанные открытия могут также иметь широкие последствия для производства продовольствия и ведения сельского хозяйства.

  “Если мы сможем лучше овладеть этими белками-переносчиками, мы сможем улучшить эффективность лекарств. Пациенты смогут принимать меньшую дозу лекарств, но получают тот же эффект, потому что лекарства не будут выкачиваться из клеток в таких больших количествах”.