Медь является важным элементом жизни бактерий и грибов, растений и животных. В организме человека она связывает ферменты, помогая крови сворачиваться, гормонам созревать, а клеткам вырабатывать энергию. Но излишек меди убивает клетки.
![]()
Фото из открытых источников
Исследователи из Массачусетского технологического института и Гарварда обнаружили новую причину гибели клеток, вызванную медью. Выяснилось, что медь связывается со специализированными белками, образуя сгустки, а также нарушает функции белков. Клетки впадают в состояние токсического стресса и умирают.
Исследование также выявило, какие клетки особенно уязвимы к поражению медью. Результаты могут помочь в разработке новых методов лечения рака, сообщает Phys.org.
"Медь — это обоюдоострый меч: слишком мало - и клетки не могут выжить. Cлишком много - и клетки умирают. Мы разобрались, насколько вреден избыток меди", - рассказал Тодд Голуб, ученый из Института рака Дана-Фарбер и Гарвардской медицинской школы.
Изучение природы токсичности меди началось в 2019 году. Ученые наткнулись на две небольшие молекулы, которые перемещают медь через клеточные мембраны. Они обнаружили, что молекулы уничтожили лекарственно-устойчивые раковые клетки. Одна из молекул, эсклемол, даже проходила клинические испытания в качестве потенциального лекарства от рака. Она не показала эффективности у пациентов, поскольку было непонятно, как работает эта молекула.
Исследователи предположили, что токсичность носителей меди исходит от самой меди. Молекулы, связывающие медь (ионофоры), индуцируют гибель клеток, и этот процесс полностью зависит от наличия меди. Ученые обнаружили, что эта форма гибели клеток - кубротоз, отличается от других изученных форм. Исследователи заблокировали известные пути гибели клеток, такие как апоптоз (распад) и ферроптоз (окисление железа). Клетки, на которые воздействовали ионофоры меди, продолжали умирать.
Используя метод CRISPR, команда определила ключевые гены, которые способствуют гибели клеток, вызванной медью.
Известно, что подобный механизм смерти клеток происходит у бактерий и дрожжей. Исследование поможет изучить биологические процессы у людей с генетическими расстройствами, связанными с дисрегуляцией меди, такими как болезнь Вильсона.
Анализ показал, что молекула помогла пациентам с онкологией, в случаях, когда опухоль развивалась с помощью митохондрий. Элескломол потенциально может быть использован для лечения некоторых видов рака.
Ученые надеются, что их результаты вдохновят других на новые исследовательские проекты в области клеточной биологии, лечения рака и антибиотиков.
