Ученые Массачусетского технологического института и Гарвардского университета открыли новую форму программируемой гибели клеток, вызванную медью. Результаты помогут будущим исследованиям в области клеточной биологии, борьбы с раком и разработки антибиотиков. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Science.
Специалисты обнаружили, что медь связывается со специализированными белками, заставляя их образовывать токсичные для клетки агрегаты. В предыдущих исследованиях было показано, что существуют небольшие молекулы ионофоры, которые перемещают атомы меди через клеточные мембраны. Эти переносчики меди способствуют гибели раковых клеток, устойчивых к лекарствам.
Например, одна из этих молекул, называемых элескломолом, уже прошла клинические испытания в качестве потенциального лекарства от рака, но не продемонстрировала эффективности у пациентов. Это объясняется тем, что токсичность соединения связана именно с самой медью. Новая форма клеточной гибели была названа купротозом и отличается от других хорошо изученных форм. Когда ученые блокировали метаболические пути, ведущие к апоптозу и ферроптозу, клетки, обработанные ионофорами меди, все равно погибали.
Клетки, которые полагались на митохондрии для производства энергии, были почти в тысячу раз более чувствительны к ионофорам меди, чем клетки, использующие метаболизм глюкозы. В этом процессе участвуют ген FDX1, а также шесть генов, участвующих в липоилировании белков — химической модификации небольшого количества белков в митохондриях, необходимой для митохондриального метаболизма. Медь, доставляемая в митохондрии ионофорами, напрямую связывается с этими липоилированными белками, заставляя их образовывать длинные цепи и скопления, что приводит к гибели клеток.