Активация апоптоза тормозит рост рака поджелудочной железы, резистентного к химиотерапии

Квазимезенхимальный подтип рака поджелудочной железы известен своей резистентностью к химиотерапии. Команда под руководством ученых из медицинского университетского комплекса Шарите (Берлин) провела скрининг терапевтических молекул и нашла соединение, которое увеличивает продукцию проапоптотического белка NOXA, тем самым способствуя апоптозу раковых клеток.

В клетках квазимезенхимального подтипа рака поджелудочной железы, в отличие от других подтипов, наблюдается экспрессия гена NOXA, однако белка, по-видимому, все же недостаточно для апоптоза. Исследователи решили найти вещество, которое повысило бы экспрессию. Они провели скрининг потенциальных терапевтических агентов на клетках с геном NOXA и без него.

Из 1842 соединений отобрали 50 кандидатов, которые демонстрировали влияние на жизнеспособность NOXA-положительных клеток. Тем не менее только одна из 50 терапевтических молекул не подавляла клетки с нокаутом гена (следовательно, действовала специфично) и имела дозозависимый эффект. Это было соединение AI-10-49, уже известное как ингибитор взаимодействия транскрипционного фактора RUNX1 и онкофузионного белка CBFβ-SMHHC. Флуориметрический анализ показал, что добавление AI-10-49 увеличивает частоту апоптоза среди клеток. Кроме того, в них повышалась экспрессия гена NOXA.

Ученые выяснили, что из всей группы RUNX белков только RUNX1 способен регулировать экспрессию NOXA. Клетки с нокаутированным геном RUNX1 демонстрировали пониженную экспрессию. Более того, при добавлении миРНК, нацеленных на RUNX1, доза препарата, приводящая к 50%-ному снижению пролиферативной активности клеток, уменьшалась в два раза.

Свои результаты ученые подтвердили с помощью биоинформатического анализа данных из базы данных ICGC. Они обнаружили отрицательную корреляцию между уровнями экспрессии генов RUNX1 и NOXA в образцах квазимезенхимального рака поджелудочной железы. Также они продемонстрировали, что эффект от препарата сохраняется в органоидах, выращенных на основе биоматериала пациентов.

В последующих экспериментах исследователи выяснили, как RUNX1 регулирует экспрессию NOXA. Используя методы ChIP-Seq и 4C, они обнаружили, что ингибирование RUNX1 изменяет эпигенетический ландшафт и, в частности, обогащает метками H3K27ac (ацетилированными гистонами Н3, которые указывают на регионы хроматина с более высоким уровнем транскрипции) промотор NOXA. Более того, ученые нашли сайт связывания RUNX1 ниже гена NOXA, взаимодействующий с другими участками хроматина. Они назвали его dBS1. При добавлении AI-10-49 связывание dBS1 с RUNX1 снижалось, а пространственное взаимодействие этого участка с остальным хроматином исчезало. Таким образом, AI-10-49 мешает взаимодействию RUNX1 с dBS1 и снимает ингибирование экспрессии NOXA (см. рисунок).

Терапевтические препараты, нацеленные на изменение транскрипционного ландшафта в раковых клетках — перспективный метод лечения рака поджелудочной железы, резистентного к традиционным терапевтическим подходам. В будущем исследователи планируют проверить, насколько этот метод эффективен против других видов рака.