ИСТИНА

Злокачественные новообразования являются одной из ведущих причин смертности среди населения как в России, так и в мире. Одной из наиболее выраженных особенностей метаболизма опухолей является закисление внешней среды, поэтому ингибирование молекул, позволяющих опухолям адаптироваться к кислому микроокружению, может стать новой стратегией терапии опухолей. Однако, к настоящему времени не до конца понятно, посредством каких именно молекул опухоли адаптируются к кислому рН микроокружения. Протон-чувствительные каналы семейств ASIC (acid-sensing ion channel) и ENaC (epithelial sodium channel), относятся к большому надсемейству амилорид-чувствительных дегенерин/эпителиальных Na+-каналов (DEG/ENaC). Эти каналы в клеточной мембране имеют структуру гомо- или гетеро-тримеров и являются важными сенсорами рН, которые активируются при его снижении и одними из первых реагируют на закисление внешней среды клеток. Однако, эффекты, возникающие в опухолевых клетках при активации протон-чувствительных каналов семейства DEG/ENaC, вызванной закислением внешней среды, ранее практически не изучались. Также не исследованы эффекты ингибирования протон-чувствительных каналов на развитие опухолевых клеток. В работе показано, что закисление внешней среды стимулирует в опухолевых клетках ток катионов, индуцированный активацией протон-чувствительных каналов семейства DEG/ENaC, содержащих субъединицу ASIC1а. Экспрессия субъединиц ASIC1a, α-ENaC и γ-ENaC каналов DEG/ENaC повышена в опухолевых клетках по сравнению с нормальными клетками и коррелирует с худшим прогнозом выживаемости пациентов с метастатической меланомой и аденокарциномой легкого. Активация протон-чувствительных каналов DEG/ENaC в опухолевых клетках приводит к активации JNK киназы и PI3K/AKT/mTOR сигнального пути, что ведет к усилению деления клеток и увеличивает поверхностную экспрессию ASIC1a, α-ENAC и γ-ENAC субъединиц. Ингибирование ASIC1a-содержащих каналов трехпетельным белком из яда черной мамбы Dendroaspis polylepis мамбалгином-2 препятствует появлению в клетках опухолеспецифических катионных токов и тормозит рост и миграцию опухолевых клеток, не влияя на рост первичных нормальных клеток. Мамбалгин-2 ингибирует фосфорилирование митогенного и про-миграционного транскрипционного фактора SNAI1, уменьшает экспрессию регуляторов Wnt-сигнального каскада CD44 и Frizzled 4, и ингибирует формирование комплекса между циклином D1 и циклин-зависимыми киназами CDK4 и CDK6, что в свою очередь приводит к снижению синтеза ДНК, остановке деления опухолевых клеток и индукции в них апоптоза. Мамбалгин-2 взаимодействует с опухолеспецифическим гетеротримерным каналом, образованным ASIC1a, α-ENAC и γ-ENAC субъединицами протон-чувствительных каналов DEG/ENaC и ингибирует токи через гетеротримерный канал ASIC1a/α-ENAC/γ-ENAC значительно эффективнее, чем через гомотримерный канал ASIC1a. С помощью молекулярного моделирования показано, что мамбалгин-2 образует более устойчивые ионные и полярные/гидрофобные контакты с γ-ENaC(–), а не с ASIC1(–) субъединицей в составе тримерных каналов. Таким образом, мамбалгин-2 может стать новым инструментом для изучения молекулярных механизмов, запускаемых в клетках при активации протон-чувствительных каналов, а также прототипом новых противоопухолевых средств.