Раскрыт секрет древнекитайского зелья против рака

Учёные описали механизм работы препарата традиционной медицины, который лечит рак, на молекулярном уровне: деление клеток подавляется из-за запрета на синтез матричной РНК.

Учёные описали механизм работы препарата традиционной медицины, который лечит рак, на молекулярном уровне: деление клеток подавляется из-за запрета на синтез матричной РНК. Самим древним китайцам такой механизм, разумеется, и не снился.

Трёхкрыльник Вильфорда (Tripterygium wilfordii Hook F) — древовидная лиана, один из трёх видов рода трёхкрыльников, все члены которого обитают на Дальнем Востоке. Экстракт из него издавна используется в традиционной китайской медицине как средство от множества заболеваний, поскольку обладает противовоспалительным, иммуносупрессорным и противоопухолевым действием. Активный компонент, который содержит это растение, был назван триптолидом, из класса терпенов.

Из модельных экспериментов на животных давно было известно, что триптолид в малых дозах эффективно действует при артрите, препятствует отторжению пересаженной кожи и подавляет рост 60 видов раковых клеток, иногда приводя даже к гибели всей клеточной культуры.

Более детальные биохимические эксперименты натолкнули учёных на мысль, что триптолид взаимодействует с белками, вовлечёнными в работу с нуклеиновыми кислотами, ДНК и РНК. Наконец, группа профессора Цзуня Лю из Университета Джонса Хопкинса предприняла попытку выяснить детали действия триптолида на организм.

Для начала исследователи выяснили, с какой именно группой белков взаимодействует триптолид. Культуру опухолевых клеток HeLa в течение часа обрабатывали триптолидом и затем проверяли, что изменилось в их состоянии. Выяснилось, что содержание ДНК и белков осталось прежним, но сильно уменьшилось количество РНК. Из этого был сделан вывод о том, что триптолид безразличен к процессу репликации — удвоению ДНК при размножении, и трансляции — синтезу молекул белка. Но зато он активно вмешивается в процесс транскрипции, то есть в синтез информационного посредника, молекулы матричной РНК, на которую копируется информация ДНК и на которой происходит сборка белковых молекул. Один из ферментных комплексов, ответственных за синтез РНК в клетке, и оказался мишенью для триптолида.

Однако это лишь вершина айсберга. Колоссальный белковый комплекс, называемый RNAP II, собирается из множества белков с разными функциями. Главный его «работник», фермент РНК-полимераза II, непосредственно занимается синтезом РНК. Но без множества вспомогательных белков, которые «объясняют» ей, когда и где начать и закончить работу, какой ген переносить на РНК, а какой нет… так вот, без этих белков РНК-полимераза, грубо говоря, ничего не значит. Профессор Лю с коллегами проанализировали составные части этого комплекса и выяснили, что триптолид в нём связывается с TFIIH — белком-лоцманом, без которого РНК-полимерза будет бездействовать.

Но и на этом «матрёшка» не закончилась! TFIIH — это сложный белок, состоящий из 10 белков-полипептидов. Полноценную рабочую конструкцию эти десять образуют лишь тогда, когда «слипаются» вместе (детали их «слипания» мы опустим).

Так вот, триптолид выбирает из десяти один белок — XPB, который и помогает всему ферментному комплексу RNAPII пролезть между двумя нитями спирали ДНК, чтобы начать синтезировать матричную РНК. При этом триптолид не имеет в этом смысле специфичности — его действие тормозит синтез матричной РНК с любого гена. А это значит, что по цепочке прекращается синтез всех белков в клетке. В том числе и тех, которые отвечают за деление. И раковые клетки перестают делиться.

Теперь перед учёными стоят две задачи. Первая: выяснить, как триптолид избирательно действует только на раковые клетки в организме. Вторая: узнать, как он связывается с белком-мишенью и — уже в искусственных аналогах триптолида — по возможности улучшить это взаимодействие, для более эффективной антираковой терапии.