Российские ученые выяснили, при каких условиях бурые водоросли могут обладать противораковым потенциалом
В Тихоокеанском институте биоорганической химии им. Г.Б. Елякова Дальневосточного отделения РАН изучили, как противоопухолевые свойства сульфатированных полисахаридов (фукоиданов) бурых водорослей зависят от их структуры.
Несмотря на множество сведений о противораковой активности фукоиданов, практически ничего не известно, какие именно структурные особенности этих полисахаридов приводят к хорошим биологическим эффектам.
Ученые провели сравнительное исследование биологической активности образцов фукоидана на разных типах опухолевых клеток. Для этого они провели направленную ферментативную модификацию структуры фукоидана, выделенного из водоросли Fucus evanescens, и получили 8 производных фукоидана — высоко- и низкомолекулярных, с разным содержанием и положением сульфатных групп. Далее исследователи оценили противораковую активность полученных производных на пяти линиях раковых клеток человека: MCF-7 (рак груди, гормонозависимый), MDA-MB-231 (трижды негативный рак груди), DLD-1 (рак толстой кишки), HuTu80 (рак двенадцатиперстной кишки), SK-MEL-28 (меланома). Также ученые провели анализ связи «структура-активность», чтобы понять, какие элементы влияют на чувствительность разных типов раковых клеток.
Результаты исследования продемонстрировали, что противоопухолевая активность фукоидана зависит от сложной комбинации факторов: молекулярной массы, степени сульфатирования и положения сульфатных групп. Так, для борьбы с раком толстой кишки и гормонозависисмого рака груди критически важна высокая молекулярная масса структур фукоидана. Для трижды негативного рака груди, меланомы и рака двенадцатиперстной кишки — наоборот, некоторые низко- и среднемолекулярные производные фукоидана с оптимизированным содержанием сульфатов и их паттерном превзошли нативный фукоидан.
Ученые также отмечают, что эффективность фукоидана зависит от микроокружения опухоли. В частности, белок EGF, который стимулирует рост и деление раковых клеток, может влиять на то, насколько чувствительны эти клетки к структуре фукоидана.
Кроме того, определенные ферментативные производные фукоидана продемонстрировали хемопревентивную активность (снижение риска возникновения заболевания) до 97%, значительно превышающую эффективность нативного полисахарида (59%).
«Ферментативный структурный инжиниринг позволяет повышать биоактивность фукоидана, а ферменты, активные в отношении этих полисахаридов, могут служить универсальными инструментами для получения структурно адаптированных молекул для биомедицинского применения», — отметила научный сотрудник лаборатории химии ферментов кандидат химических наук Анастасия Зуева.
Результаты исследований могут быть использованы при разработке таргетных противораковых препаратов, подбираемых под молекулярный профиль опухоли. Также полученные данные перспективны для разработки мер профилактики и комбинированной терапии EGFR-зависимых злокачественных новообразований.
Источник: Пресс -служба Минобрнауки России