Исследователи из России и Швеции показали, что кокарбоксилаза — лекарственная форма витамина В1 — в высоких концентрациях может повреждать клетки рака легкого, не влияя при этом на здоровые ткани. Исследование опубликовано в International Journal of Molecular Sciences.

«Согласно нашим данным, высокие дозы кокарбоксилазы достаточно безопасны для здоровых клеток и в то же время могут помочь в лечении рака легкого, особенно в комбинации с другими препаратами. Теперь необходимы клинические исследования такого действия лекарственной формы витамина B1», — говорит одна из авторов работы, ведущий научный сотрудник отдела биокинетики Научно-исследовательского института физико-химической биологии имени А. Н. Белозерского МГУ Виктория Буник.

Рак легкого лечится очень тяжело и занимает первое место по летальности среди всех видов онкологических заболеваний (около 60%). Кроме того, он сильно распространен, особенно в развитых странах. Он может возникать по многим причинам, но основной считается курение. Также способствовать развитию рака легкого может постоянное вдыхание асбестовой пыли на предприятиях.

Поддержанные грантом Российского научного фонда ученые показали, что помочь в лечении этого смертельно опасного заболевания может кокарбоксилаза. Это вещество применяется в медицине в составе комплексной терапии диабетической комы, почечной и печеночной недостаточности, нарушений сердечного ритма и так далее. Получают такое соединение из витамина В1, или тиамина. Оно является кофактором для ряда белков-ферментов, связываясь с которыми, играет роль каталитического центра. Кокарбоксилаза помогает отщеплять карбоксильную группу от α-кетокислот и участвует в реакциях обмена α-кетосахаров. Кокарбоксилаза напрямую влияет на углеводный обмен и косвенно — на синтез нуклеиновых кислот, белков и липидов.

Исследователи впервые описали механизм, с помощью которого кокарбоксилаза может подавлять развития рака легкого. Трипептид глутатион усиливает устойчивость злокачественных опухолей к химио- и радиотерапии. Эта молекула имеет множество функций, но все они позволяют улучшить жизнеспособность клеток, особенно при негативных воздействиях. Исследователи показали, что увеличение количества глутатиона в клетках рака легкого коррелирует с низкой активностью полиферментного комплекса оксоглутаратдегидрогеназы (ОГДК), который участвует в цикле трикарбоновых кислот. Поэтому авторы предположили, что активация 2-оксоглутаратдегидрогеназы уменьшит концентрацию глутатиона, что снизит способность раковых клеток к размножению. Одним из известных активаторов ОГДК и является кокарбоксилаза.

Для проверки предположения ученые провели опыт in vitro на клетках рака легкого человека и эпителиальных клетках обезьяны. В результате оказалось, что кокарбоксилаза активирует ОГДК только в первом случае, когда активность фермента исходно низкая. Поэтому и уровень глутатиона, и клеточная жизнеспособность снижаются при действии кокарбоксилазы только в раковых клетках. По-видимому, изменения обмена веществ в них стимулируют побочную реакцию ОГДК — синтез активных форм кислорода — частиц, которые сильно повреждают внутренности клеток, в том числе и раковых.

Свое предположение авторы подтвердили с помощью другого эксперимента, в котором показали сходство действия в раковых клетках кокарбоксилазы и известного индуктора активных форм кислорода — цисплатина, — который часто применяется в химиотерапии онкологических заболеваний.