Нарушение всего одного аминокислотного остатка в клеточном белке делает клетки рака молочной железы похожими на стволовые клетки

Изменения в промежуточном филаментном (ПФ) белке виментине были обнаружены как способствующие росту опухоли путем повышения стволовости рака независимо от эстрогена. Таргетирование виментина и/или длинной некодирующей РНК (нкРНК) "XIST" может стать эффективной терапевтической стратегией для лечения агрессивного рака молочной железы.

Виментин — это белок промежуточных филаментов (ПФ) III типа, который обычно экспрессируется в клетках, развивающихся в соединительную ткань, кровеносные сосуды и лимфатическую ткань (мезенхимальные клетки). Несмотря на широкое изучение, его роль в росте и прогрессировании опухоли остается неизученной.

Группа исследователей из Университета королевы Марии в Лондоне обнаружила, как небольшое изменение в белке виментин может сделать рак молочной железы более агрессивным.

Модифицировав специфический аминокислотный остаток цистеина в серин в положении 328 виментина, они обнаружили, что эта мутация нарушает взаимодействие белка с структурной сетью клетки.

Что примечательно, мутированный виментин вызывал агрессивное поведение, характерное для раковых клеток молочной железы, включая более быстрый рост клеток, миграцию и инвазию, сопровождающиеся снижением клеточной адгезии.

РНК-секвенирование также показало, что наличие мутированного виментина было связано с повышенной экспрессией некодирующей РНК XIST, что предполагает потенциальную связь между этой мутацией и изменениями в экспрессии генов, которые способствуют прогрессированию рака.

Исследователи также обнаружили, что мутированный виментин заставлял клетки рака молочной железы расти без зависимости от гормона эстрогена, когда их вводили иммунокомпрометированным мышам.

Опухоли у этих мышей показывали высокую экспрессию маркеров стволовых клеток рака CD56 и CD20, что предполагает роль мутированного виментина в стимулировании поведения, схожего с поведением стволовых клеток, что часто связано с прогрессированием опухоли, резистентностью к терапии и рецидивами.
Старший автор исследования, профессор молекулярной и клеточной оральной биологии в Институте стоматологии Университета королевы Марии в Лондоне, Ахмад Васим, сказал: "Наше исследование открыло молекулярное взаимодействие, которое, когда оно нарушается, заставляет клетки рака молочной железы вести себя как стволовые клетки рака. Кроме того, мы выявили потенциальный биомаркер, который может помочь в выявлении этих клеток, напоминающих стволовые клетки, в тканях рака молочной железы. Это открытие представляет собой важный шаг в понимании того, как развивается и распространяется рак молочной железы, с потенциальными последствиями для ранней диагностики, прогноза и целенаправленных стратегий лечения".

Ведущий автор исследования, доктор Саима Усман (стипендиат HEC), сделала свою докторскую диссертацию под руководством профессора Васима по этому проекту.

Соавтор, профессор оральной биологии в стоматологическом колледже Университета Джорджии в Огасте, Эндрю Йюдолл, сказал: "Это исследование откроет новые горизонты для нашего понимания поведения стволовых клеток рака. В течение нескольких лет профессор Васим и я интересуемся изучением ролей виментина, связанного с раком, который индуцируется почти во всех опухолях на поздних стадиях, когда рак распространился на другие участки тела и может быть трудно поддающимся лечению. Мы использовали клеточную линию MCF-7, модель эпителиальных клеток молочной железы, отчасти потому, что она не содержит виментин, что облегчает определение функций, связанных с конкретными мутациями виментина. Наблюдения о том, что клетки стали более агрессивными, а маркеры стволовых клеток были индуцированы, могут открыть путь к новым терапевтическим подходам для рака молочной железы и других видов рака".