Опухолевые клетки уничтожили, подавив сборку ядерных пор

Согласно последним данным, многие раковые клетки имеют повышенное количество ядерных поровых комплексов, и ядерно-цитоплазматический транспорт в них идет быстрее, чем в нормальных клетках. Однако прямое ингибирование ядерных поровых комплексов не может быть терапевтической стратегией для лечения рака, поскольку их функционирование необходимо и для нормальных клеток организма. В то же время подавление их формирования должно сказаться преимущественно на злокачественных клетках, так как в нормальных клетках экспрессия генов, кодирующих компоненты поровых комплексов, находится на низком уровне, и уже собранные комплексы функционируют в них годами.

Авторы статьи, опубликованной в Cancer Discovery, работали с клетками меланомы A375, которые, как показали предыдущие исследования, чувствительны к изменениям в ядерно-цитоплазматическом транспорте. С помощью малых интерферирующих РНК они провели скрининг компонентов, критически важных для формирования ядерных поровых комплексов. Ими оказались нуклеопорины NUP160 и NUP93.

Чтобы проверить, как ингибирование образования новых поровых комплексов скажется на пролиферации раковых клеток, исследователи создали линию клеток меланомы A375, которые экспрессируют короткие шпилечные РНК (shРНК) против NUP160 и NUP93, под индуцибельным промотором, активируемым доксициклином. Обработка клеток новой линии доксициклином приводила к прекращению синтеза новых NUP160 и NP93 и остановке сборки новых ядерных поровых комплексов. Кроме того, под действием доксициклина число активно делящихся клеток в культуре резко снизилось, в то время как на неделящиеся клетки обработка доксициклином почти не подействовала.

Исследователи дополнительно подтвердили, что сборка новых поровых комплексов необходима только для активно делящихся клеток: подавили экспрессию NUP160 в делящихся миобластах и дифференцированных неделящихся миотрубочках и оценили количество ядерных поровых комплексах в клетках через 3 и 10 дней после ингибирования. В неделящихся клетках количество поровых комплексов никак не изменилось, зато оно резко снизилось в пролиферирующих клетках.

Для оценки цитотоксичности ингибирования формирования поровых комплексов ученые окрасили клетки меланомы A375 трипановым синим и флуоресцентным аннексином V. Оказалось, что пролиферирующие клетки, в которых подавлено формирование поровых комплексов, имеют сниженную жизнеспособность и интенсивно окрашиваются аннексином V, что указывает на повышенное число апоптозов.

Ученые повторили эксперимент на других линиях раковых клеток — MOLM-13 (острый миелоидный лейкоз) и HT-29 (колоректальный рак), а также на нормальных фибробластах линий IMR90 и HPF и клетках пигментного эпителия сетчатки RPE1. Ингибирование образования новых комплексов подавляло пролиферацию и индуцировало гибель раковых клеток. Некоторое снижение скорости пролиферации в этих условиях наблюдалось и у нормальных делящихся клеток, однако, в отличие от раковых клеток, ингибирование формирования ядерных поровых комплексов никогда не приводило к их массовой гибели, а вызывало лишь обратимую задержку клеточного цикла. При этом подавление сборки новых поровых комплексов одинаково снижало их количество и в раковых, и в нормальных делящихся клетках. Эксперименты на мышах показали, что ингибирование сборки поровых комплексов приводило к подавлению роста опухоли и ее регрессии. Таким образом, подавление формирования ядерных поровых комплексов может стать перспективной стратегией лечения рака.