Группа исследователей из Университета Гельмгольца в Мюнхене в сотрудничестве с Университетом Тохоку открыла ключевой белок, который регулирует ферроптоз — форму запрограммированной гибели клеток, вызванную окислительным стрессом. Ферроптоз стал центром внимания научных исследований из-за его потенциального применения в лечении резистентных к терапии видов рака и нейродегенеративных заболеваний. Основное внимание в исследовании уделялось пероксиредоксину 6 (PRDX6), белку, который играет жизненно важную роль в регуляции ферроптоза. PRDX6 также функционирует как переносчик селена, необходимого компонента для защиты клеток от окислительного повреждения. Это открытие позиционирует PRDX6 как потенциальную мишень для терапии, направленной как на рак, так и на нейродегенеративные заболевания. Исследование было опубликовано в Molecular Cell 14 ноября 2024 года под руководством доктора Эйкана Мисимы, старшего научного сотрудника Университета Гельмгольца в Мюнхене и Университета Тохоку, а также профессора Маркуса Конрада, также из Института метаболизма и клеточной смерти Университета Гельмгольца в Мюнхене.
PRDX6: переносчик селена и регулятор ферроптоза
Селен является микроэлементом, необходимым для здоровья человека, неотъемлемой частью нескольких ключевых селенопротеинов. Среди них глутатионпероксидаза 4 (GPX4) особенно важна, так как она помогает предотвратить ферроптоз, смягчая перекисное окисление липидов. Внимание исследователей к PRDX6 возникло из-за его пероксидазной активности, родственной GPX4. Хотя PRDX6 менее эффективен, чем GPX4, в своей пероксидазной функции, группа обнаружила, что клетки, лишенные PRDX6, более склонны к ферроптозу, особенно в раковых клетках. Это неожиданное наблюдение привело к раскрытию роли PRDX6 в метаболизме селена. PRDX6 не только обладает пероксидазной активностью, но и действует как белок-переносчик селена. Эта функция имеет решающее значение для транспортировки селена внутри клеток, позволяя ему включаться в селенопротеины, такие как GPX4, тем самым помогая регулировать чувствительность к ферроптозу. Как отметил доктор Мишима, «Молекулярная идентичность PRDX6 как переносчика селена давно предполагалась, но наше исследование подтвердило это».
Влияние дефицита PRDX6 на опухоли и мозг
В исследованиях на животных отсутствие PRDX6 приводило к снижению роста опухолей, что подчеркивает значимость белка в биологии рака. Кроме того, у мышей с дефицитом PRDX6 наблюдались более низкие уровни селенопротеинов в мозге, что указывает на решающую роль белка в здоровье мозга и нейропротекции. Это открытие предполагает, что PRDX6 является критическим фактором как в прогрессировании рака, так и в работе мозга.
Терапевтический потенциал для рака и нейродегенеративных заболеваний
Эти открытия открывают новые потенциальные пути для лечения как рака, так и нейродегенеративных заболеваний. Опухоли, устойчивые к традиционным методам лечения, могут стать более восприимчивыми к ферроптозу, если PRDX6 ингибируется, что предлагает новую стратегию борьбы с агрессивными раковыми заболеваниями. Напротив, сохранение функции PRDX6 в мозге может предложить способ замедлить прогрессирование нейродегенеративных заболеваний путем поддержания уровня селенопротеина и предотвращения нейронального ферроптоза. Профессор Конрад отметил, что открытие роли PRDX6 в метаболизме селена может произвести революцию в терапевтических подходах как к раку, так и к нейродегенерации. Работа группы дополняется связанным исследованием из лаборатории Фридмана Ангели в Вюрцбургском университете, которое также было опубликовано в том же выпуске Molecular Cell. В совокупности эти исследования подчеркивают важность PRDX6 для здоровья и болезней.
Комментарий обозревателя SuppBase Элис Уинтерс:
Выявление пероксиредоксина 6 (PRDX6) как критического регулятора ферроптоза знаменует собой значительный прогресс в научном понимании как рака, так и нейродегенеративных заболеваний. Это исследование не только проливает свет на новый молекулярный механизм, но и прокладывает путь для потенциальных терапевтических вмешательств. Изучая двойную роль PRDX6 как пероксидазы и переносчика селена, исследование дает новое понимание того, как метаболизм селена может влиять на клеточные реакции на стресс, открывая возможности для точной медицины. Терапевтические последствия этого открытия особенно интригуют. Ферроптоз привлек внимание в последние годы из-за его потенциала воздействовать на трудно поддающиеся лечению виды рака. Способность сенсибилизировать раковые клетки к ферроптозу посредством ингибирования PRDX6 может представлять собой новаторский подход в онкологии, особенно для резистентных к терапии или метастатических опухолей. Кроме того, нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера и рассеянный склероз, долгое время были неуловимы с точки зрения разработки методов лечения. Роль PRDX6 в защите нейронов от окислительного стресса может обеспечить новый путь для управления этими состояниями. Однако, хотя результаты убедительны, необходимы дальнейшие исследования для изучения клинической применимости этих результатов. Ключевым моментом будет безопасная модуляция активности PRDX6 у людей, учитывая тонкий баланс между стимулированием ферроптоза в опухолях и предотвращением повреждения нейронов в мозге. Кроме того, более широкие последствия метаболизма селена для здоровья человека требуют пристального внимания к потенциальным побочным эффектам или непреднамеренным последствиям изменения этого пути. В заключение следует сказать, что это исследование представляет собой захватывающий прорыв с глубокими последствиями для терапии рака и лечения нейродегенеративных заболеваний. Поскольку мы продолжаем понимать весь спектр функций PRDX6, его потенциал в качестве терапевтической цели может помочь открыть новую эру лечения, основанного на точной регуляции ферроптоза.
