Vedci dvoch laboratórií biotechnologického ústavu Akadémie vied ČR vyvinuli protirakovinovú látku nazvanú mitoDFO, ktorá cieli na mitochondriálny metabolizmus železa. Využíva toho, že nádorové bunky potrebujú železa viac, a blokuje jeho spracovávanie, čím zabraňuje ďalšiemu rastu nádoru. Rýdzo český výskum publikoval časopis Cancer Research a vedci už požiadali o patent v EÚ a USA.

Kombinácia zacielenia na mitochondrie a narušenie metabolizmu železa nádorových buniek je novým prístupom, ktorý vedie k výraznému potlačeniu rakovinového rastu a delenia a navodzuje bunkovú smrť nielen in vitro, teda v skle v laboratóriu, ale aj in vivo. Vedci látku úspešne otestovali na modeloch myší  – mitoDFO potláča rast nádorov a hlavne metastázovaniu.

Ako vysvetľuje Jaroslav Truksa z biotechnologického ústavu Akadémie vied ČR: „Nádorové bunky majú zvýšenú potrebu železa pre svoj metabolizmus a zvýšenú biosyntézu komponentov, ktoré sú nutné pre ich abnormálny rast a delenie.“ Ako ďalej zdôrazňuje Jaroslav Truksa, vedúci Laboratória nádorovej rezistencie: „Železo je zásadným kofaktorom mnohých metabolických enzýmov, prevažne vo forme železo-sírnych klastrov a hemu, ktoré sú syntetizované v mitochondriách. Preto zablokovanie mitochondriálneho metabolizmu železa v nádorových bunkách zabraňuje ich rastu a deleniu, ako aj ich schopnosť metastázovaniu, a nakoniec vedie k ich smrti.“ Druhým článkom tímu bolo Servisné technologické laboratórium (obe sú súčasťou biotechnologického ústavu v centre BIOCEV).

Zacielenie na zhubné bunky

Novo popísaný mitochondriálne cielený deferoxamín (mitoDFO) využíva to, že mitochondrie nádorových buniek sú metabolicky odlišné. Kľúčové je, že látka tak výberovo pôsobí iba na nádorové bunky, zatiaľ čo bunky nezhubné zasiahnuté nie sú. Vedci ďalej preukázali, že táto látka neovplyvňuje systémový metabolizmus železa v myšiach predklinických modeloch, čo potvrdzuje preferenčné cielenie do rakovinových buniek.

Na molekulárnej úrovni má táto látka vplyv na biosyntézu železo-sírnych klastrov a hému, čo vedie k zníženiu mitochondriálnej respirácie, rozpadu mitochondriálnych respiračných superkomplexov a tvorbe kyslíkových radikálov. Krátko zhrnuté, táto látka spôsobuje veľmi silnú dysfunkciu mitochondrií a navodzuje mitofágiu.

Rýdzo česká spolupráca

Na výskume sa podieľali Laboratórium molekulárnej terapie (BTU AV ČR), Prírodovedecká fakulta Univerzity Karlovej (PRF UK) a tiež firma Smart Brain s.r.o., ktorá dlhodobo podporuje nádejné české vedecké projekty.

Ako uviedol Jan Brábek, vedúci Laboratória invazívnosti nádorových buniek (PRF UK): „Radi sme prijali pozvanie Jaroslava Truksu a kolegov z biotechnologického ústavu zúčastniť sa výskumu protinádorových účinkov veľmi zaujímavej molekuly – mitoDFO. V rámci našej časti výskumu sme zistili, že mitoDFO je veľmi účinným inhibítorom migrácie a invazívnosti nádorových buniek. Migrastatické účinky v 3D modeloch sa následne odrazili aj v silnom protimetastatickom účinku molekuly vo zvieracom modeli. Výskum je krásnym príkladom prepojenia expertíz v rámci BIOCEVu naprieč jednotlivými inštitúciami, naše laboratórium spolupracuje s kolegami z biotechnologického ústavu hneď na niekoľkých projektoch prepájajúcich nádorový metabolizmus a invazivitu nádorových buniek.“

Čo bude ďalej?

Teraz je potrebné vykonať ďalšie predklinické testovanie, t.j. viac zvieracích modelov a farmakológiu. Ide o výlučne český výskum, vedci spolu s firmou SmartBrain už podali patent v Európskej únii a v USA. Táto práca ukazuje významnú spoluprácu medzi jednotlivými pracoviskami vo výskumnom centre BIOCEV a atraktivitu výskumu pre komerčné subjekty.

Zdroj: Biotechnologický ústav AV ČR; https://www.avcr.cz/cs, zverejnené: 8.4.2021, autor: rpa