Susanne Hellmuth in Olaf Stemmann s katedre za genetiko na Univerzi Bayreuth sta odkrila naravni zaščitni mehanizem, ki vodi do programirane smrti tumorskih celic. Ščiti pred rakom, ki se razvije kot posledica nepravilne distribucije genskih informacij hčerinskim celicam. Ugotovitve, objavljene v reviji Nature, ponujajo obetavne nove pristope za zdravljenje raka.
Stroga regulacija s strani encima separaze med celično delitvijo je predpogoj za razvoj zdravih hčerinskih celic. Če se aktivira prezgodaj, obstaja nevarnost kancerogeneze – transformacije zdravih celic v rakave.
Prezgodnja aktivacija encima separaze
Če se separaza aktivira prekmalu, to pospeši proces celične smrti, imenovan apoptoza. Novo spoznanje je, da separaza v določenih pogojih proces, ki ga sproži (celično smrt), lahko tudi prepreči. Slednje se zgodi, ko se re-aktivirata dva protieina: MCL1 in BCL-XL. V zdravi celici preprečujeta, da bi beljakovina BAK (ki jo tudi katalizira proteaza), povzročila odmiranje celice.
Ključni beljakovini MCL1 in BCL-XL
Če encim separaza postane aktivna prezgodaj, se prisotnost MCL1 in BCL-XL zmanjša – kar pomeni, da ne moreta več ščititi celic. Beljakovina BAK tako lahko sproži apoptozo. Z drugimi besedami, varuhi, ki naj bi celico ohranjali pri življenju, postanejo povzročitelji njene smrti. Na podlagi teh ugotovitev sta Hellmuth in Stemmann odkrila še en pomemben mehanizem v procesu delitve celic. Zagotavlja, da separaza prihrani zdrave celice in “napade” beljakovini MCL1 in BCL-XL le v primeru skorajšnjega patološkega razvoja celic.
Ključna kontrolna točka delitvenega vretena
Napad na celico se zgodi takoj, ko obe beljakovini (MCL1 in BCL-XL) modificirata fosfatne skupine. Za to označevanje (fosforilacija proteinov) je odgovoren encim NEK2A. Bistvo je, da se NEK2A v času celičnega razvoja razmeroma razgradi. Preden se celica začne deliti, že popolnoma izgine – pod pogojem, da je kontrolna točka v delitvenem vretenu funkcionalna in zagotovi, da celična delitev poteka pravilno. V tem primeru se separaza aktivira ob pravem času. Če je kontrolna točka delitvenega vretena okvarjena, se postopek pospeši: celična delitev se začne prezgodaj – ko je NEK2A še vedno prisoten v celici. Separaza prepozna oba proteina kot škodljiva in takoj sproži celično smrt (apoptozo).
Nov pristop k zdravljenju raka
Hellmuth in Stemmann sta se osredotočila prav na to interakcijo. “Gre za mehanizem v sili. Začne veljati takoj, ko okvarjena kontrolna točka delitvenega vretena povzroči napačno ločevanje kromosomov – kar poveča tveganje za kancerogenezo (spremembo zdrave celice v rakavo),” pravita. Njuno odkritje ponuja izhodišča za nove terapije v zdravljenju raka. Na primer, že dolgo je znano, da se MCL1 in BCL-XL v rakavih celicah močno prekomerno proizvajata – in ščitita napačne celice. Rakavim celicam preprečujeta apoptozo, ki bi jo morale sprožiti beljakovine, kot je BAK. “Nova zdravila za raka bi lahko spodbudila ločitveno-odvisno transformacijo MCL1 in BCL-XL v pro-apoptotične dejavnike – kar bi še posebej škodilo obolelim celicam,” pravi Stemmann, in nadaljuje: ” To bi omogočilo selektivno uničevanje rakavih celic z beljakovinami, ki jih zdrave celice uporabljajo za lastno samozaščito.”
