Ингибитор агрегации белков восстанавливает активность опухолевого супрессора p53

Малые молекулы, имитирующие белки, ингибируют образование агрегатов бета-амилоидов при болезни Альцгеймера. Международная группа ученых продемонстрировала на мышах и in vitro, что такие соединения способны также предотвращать агрегацию мутантного опухолевого супрессора p53 и восстанавливать его активность.

Credit:
Vasiliy Koval |123rf.com

Белок p53 — опухолевый супрессор, который при повреждениях ДНК останавливает клеточный цикл, запускает репарацию или апоптоз в зависимости от тяжести повреждений. Мутации в гене, который кодирует p53, встречаются более чем в 50% случаев онкологических заболеваний. Чаще всего такие мутации затрагивают нестабильную область белка ДНК-связывающий домен (DBD, DNA-binding domain).

Согласно некоторым исследованиям, мутантные белки p53 образуют неактивные амилоидоподобные агрегаты в цитозоле, которые не только подавляют активность p53, но и сами могут способствовать росту опухоли. Международная группа ученых показала, что трипиридиламид ADH-6, ингибирующий образование амилоидных бляшек при болезни Альцгеймера, может препятствовать сборке агрегатов мутантных p53 и разрушать уже сформированные, а также восстанавливать транскрипционную активность белка.

Миметики — малые молекулы, которые имитируют белки — эффективно подавляют белок-белковые взаимодействия. Исследователи решили подобрать такой миметик, который бы эффективно подавлял образование агрегатов мутантного p53. С помощью алгоритмов прогнозирования агрегации они идентифицировали субдомен в DBD, с которого начинается агрегация: аминокислотные остатки 251–258. Эта последовательность и послужила мишенью для миметиков, однако ученые расширили ее, включив туда остатки R248 и R273, в которых чаще всего происходят онкогенные мутации.

Далее исследователи синтезировали два пептида: pWT и pR248W. Первый соответствовал остаткам 248–273 DBD p53 дикого типа, а второй имел практически ту же последовательность, но нес замену R248W — одну из наиболее распространенных мутаций в белке p53 при раке. Большую склонность к агрегации проявлял пептид pR248W.

На этих белках исследователи протестировали десять соединений (ADH 1–10) на основе олигопиридиламида, чтобы изучить влияние этих веществ на агрегацию. Трипиридиламид ADH-6 полностью ингибировал образование агрегатов пептида. Кроме того, ADH-6 был способен разрушать уже сформировавшиеся амилоидоподобные агрегаты.

Далее исследователи проверили действие ADH-6 на клетках MIA PaCa-2 (линия клеток рака поджелудочной железы). Клетки, несущие склонный к агрегации p53 с заменой R248W, были окрашены тиофлавином S (ThS), который обычно используют в качестве маркера внутриклеточных амилоидных агрегатов. В необработанных клетках наблюдалось точечное цитозольное окрашивание ThS. После обработки ADH-6 в течение шести часов количество окрашенных точек значительно снизилось, при этом снизилась и доля клеток, содержащих эти точки. 

Также ученые проверили эффективность ADH-6 in vivo. Его вводили мышам, несущим ксенотрансплантаты из клеток MIA PaCa-2, с помощью внутрибрюшинных инъекций. Еще одной группе мышей вводили пептид ReACp53, который также имеет терапевтическую активность, направленную на мутантный p53, а в качестве контроля использовали физраствор. Относительно большой период полувыведения ADH-6 и высокая стабильность in vivo способствовали его накоплению в опухолевых тканях.

И ADH-6, и ReACp53 замедляли рост опухоли по сравнению с контрольной группой. Однако из двух веществ ADH-6 продемонстрировал значительно большую противоопухолевую эффективность. 

Чтобы проверить специфичность ADH-6 в отношении склонного к агрегации мутантного p53 in vivo, ученые использовали двойной ксенотрансплантат: мышам вводили одновременно клетки MIA PaCa-2 и клетки MCF-7 с p53 дикого типа. ADH-6 или ReACp53 не оказывали значительного влияния на рост опухолей из клеток MCF-7, но рост опухоли из клеток MIA PaCa-2 заметно снизился по сравнению с контрольной группой. Кроме того, ADH-6 значительно увеличивал выживаемость по сравнению с ReACp53 и контрольной группой. Таким образом, ADH-6 обладает противоопухолевым действием и продлевает жизнь мышей без видимой токсичности для здоровых тканей.

Источник

Palanikumar L., et al. // Protein mimetic amyloid inhibitor potently abrogates cancer-associated mutant p53 aggregation and restores tumor suppressor function // Nature comunications, vol. 12(3962), published June 25, 2021, DOI:  10.1038/s41467-021-23985-1

Добавить в избранное

Вам будет интересно