Учёные из Онкологического центра Университета Колорадо имени Аншутца обнаружили ранее неизвестную метаболическую уязвимость стволовых клеток, связанных с высокорисковыми миелодиспластическими синдромами (МДС). Результаты работы опубликованы в журнале Blood Cancer Discovery. Открытие может помочь создать методы лечения, которые точнее воздействуют на клетки, поддерживающие развитие этого агрессивного заболевания крови.
Исследование показало, что стволовые клетки при высокорисковом МДС особенно сильно зависят от никотинамидадениндинуклеотида (NAD) — молекулы, необходимой для выработки клеточной энергии. Учёные нарушили работу пути, поддерживающего запас NAD, и смогли избирательно ослабить патологические стволовые клетки. Здоровые кроветворные стволовые клетки при этом лучше приспосабливались к изменившимся условиям.
«Мы обнаружили, что эти клетки действительно используют энергию иначе, чем нормальные стволовые клетки», — сказал Эрик М. Пьетрас, доктор философии, доцент отделения гематологии Онкологического центра Университета Колорадо имени Аншутца и один из руководителей исследования. По его словам, клетки зависели от определённого набора белков и процессов, которые сформировали потенциально уязвимое место для воздействия.
Миелодиспластические синдромы нарушают способность костного мозга производить здоровые клетки крови. У пациентов могут развиваться тяжёлая анемия и частые инфекции, а также возникать необходимость в регулярных переливаниях крови. Высокорисковый МДС способен перейти в острый миелоидный лейкоз — агрессивную форму лейкоза, которую по-прежнему трудно лечить. Заболевание преимущественно встречается у пожилых людей, а в США ежегодно выявляют от 10 000 до 20 000 таких случаев.
Исследователи сравнили патологические стволовые клетки с нормальными и сосредоточились на различиях в их обмене веществ. Оказалось, что клетки МДС в значительной степени используют путь повторного использования NAD, который помогает поддерживать необходимый уровень этой молекулы. Особое внимание учёных привлёк фермент NAMPT — никотинамидфосфорибозилтрансфераза, потенциальная мишень для терапии. «Эти клетки приобрели гораздо более высокую потребность в данном ресурсе, — отметил Пьетрас. — Похоже, они расходуют NAD намного быстрее нормальных клеток, и эту уязвимость можно использовать при создании новых лекарств».
Необычную зависимость специалисты назвали «энергетической зависимостью». При блокировке NAMPT уровень NAD снижался, и стволовые клетки, поддерживающие МДС, оказывались в состоянии энергетического кризиса, тогда как здоровые клетки крови лучше компенсировали нехватку. Опыты с клетками пациентов и на животных моделях подтвердили, что вмешательство в обмен NAD уменьшает число патологических стволовых клеток. В дальнейшем учёные намерены изучить препараты, воздействующие на NAMPT, в клинических исследованиях с участием людей, страдающих МДС и связанными с ним заболеваниями крови. В работе также участвовали Крейг Т. Джордан, Света Б. Патель, Анджело Д’Алессандро и Джули Рейсс-Хейнс; финансирование предоставили Национальные институты здравоохранения США, фонд Эдварда П. Эванса, организация Blood Cancer United и другие партнёры, а о результатах сообщило издание ScienceDaily.