Коралловая ягода украшает многие немецкие гостиные в зимние месяцы. В это время он образует ярко-красные плоды, что делает его популярным декоративным растением. Растение родом из Кореи удивительно устойчиво к нападению насекомых: его листья содержат бактерии, вырабатывающие природный инсектицид - токсин с загадочным названием FR900359, сокращенно FR..
Этот токсин вскоре может стать звездой совсем в другой области: как потенциальное лекарство против увеальной меланомы, самого распространенного и агрессивного варианта рака глаза. FR уже некоторое время находится в центре внимания фармацевтических исследований: «Вещество ингибирует важную группу молекул в клетках, белки Gq», - объясняет проф. Доктор Эви Костенис из Института фармацевтической биологии Боннского университета.
Белки Gq выполняют в клетке ту же функцию, что и городской центр управления чрезвычайными ситуациями: когда центр управления получает вызов, он информирует полицию, скорую помощь и пожарную команду по мере необходимости. С другой стороны, белки Gq могут активироваться определенными управляющими сигналами. В своей активированной форме они включают или выключают различные метаболические пути. Однако клетка не должна постоянно менять свое поведение. Таким образом, белки Gq через короткое время инактивируются.
В увеальной меланоме, однако, крошечная мутация предотвращает возврат двух важных белков Gq в их неактивное состояние. Таким образом, они остаются постоянно активными - это как если бы центр управления постоянно отправлял машины экстренных служб к очагу пожара, хотя огонь тушат уже несколько дней. Из-за этой неисправности клетки, содержащие эту мутацию, начинают бесконтрольно делиться.
«FR может остановить деятельность этого подразделения», - говорит Костенис. «Это то, чего никто не ожидал». Уже давно известно, что FR может предотвращать активацию белков Gq. Вещество «цепляется» за белки и следит за тем, чтобы они оставались в неактивной форме. Принято считать, что FR игнорирует любые Gq-белки, которые уже были активированы. «Поэтому казалось невозможным, чтобы это вещество было эффективным в отношении мутировавших и, следовательно, постоянно активных белков Gq», - подчеркивает доктор Эвелин Гаффал.
Крепкая хватка белка, вызывающего рак
Гаффаль недавно переехал из Бонна в Магдебургский университет. Ее исследования включают стратегии борьбы с раком кожи. «Мы также использовали FR в наших экспериментах и были удивлены, обнаружив, что он подавляет пролиферацию раковых клеток», - объясняет она. Ученые теперь также знают, почему это так: мутировавшие белки Gq также иногда возвращаются в свою неактивную форму. Как только это происходит, вмешивается FR900359 и крепко захватывает молекулу. В результате с течением времени все больше и больше белков Gq последовательно выводятся из своего активированного состояния навсегда.
FR уже доказал свою эффективность на культурах клеток и в экспериментах с мышами, больными раком. Но есть еще несколько препятствий, которые необходимо преодолеть, прежде чем применение на людях станет возможным. Прежде всего, вещество должно точно попасть в опухолевые клетки, не задев другие ткани. «Белки Gq выполняют жизненно важные функции практически во всем организме», - объясняет профессор Костенис. «Если мы хотим, чтобы FR убивал только опухолевые клетки, мы должны получить лекарство прямо там. Однако это проблема, с которой сталкиваются и многие другие химиотерапевтические препараты».
FR был впервые выделен 30 лет назад японскими исследователями. Прошло еще 25 лет, прежде чем его биологический механизм действия был описан никем иным, как исследовательскими группами под руководством профессора Габриэле М. Кениг и профессор Эви Костенис из Института фармацевтической биологии Боннского университета. Эта работа теперь составляет основу исследовательской группы Немецкого исследовательского фонда (DFG) по группе G-белков и возможности их фармакологического манипулирования.