Krátké elektropulsy jako alternativa antimitotické léčby?

Jejich práce tak demonstruje nový fyzikální přístup k modulaci dynamiky mikrotubulů vedle cytostatik běžně užívaných při terapii nádorových onemocnění.

Jak připomíná doc. RNDr. Pavel Dráber, CSc., z Ústavu molekulární genetiky, mikrotubuly jsou polární struktury tvořené tubulinovými dimery, které v buňce vyrůstají z centrosomů a směřují k plazmatické membráně. Jde o struktury vysoce dynamické, jež mohou růst nebo se zkracovat v odpovědi na signály z okolního prostředí. „Na tubulin se vážou antimitotické látky používané k léčbě malignit, které však nepůsobí na dynamiku mikrotubulů pouze v rychle se dělících nádorových buňkách, ale i v buňkách ostatních. V důsledku toho může docházet k nežádoucím účinkům a časem i ke vzniku rezistence vůči podávaným léčivům. Proto se hledají jiné přístupy pro ovlivnění mikrotubulů, které nejsou založeny na působení cytostatik,“ konstatuje P. Dráber.

Vědci prokázali, že toho lze dosáhnout i pomocí vysoce intenzivních nanosekundových elektropulsů (nsEP). „Pro sledování dynamiky proteinových vláken byl využit EB1 protein, jenž se váže pouze na rostoucí ‚plus‘ konce mikrotubulů, které stabilizuje. Nalezli jsme parametry a dávkování elektropulsů, jež vedly k vratným nebo nevratným změnám v organizaci mikrotubulů u různých typů buněk,“ vysvětluje doc. Dráber s tím, že nsEPs procházejí plazmatickou membránou a ovlivňují mikrotubuly právě na jejich plus koncích: „Na základě výsledků našich předcházejících experimentů in vitro předpokládáme, že přesně dávkované elekropulsy mohou měnit buď konformaci tubulinů, nebo proteinů, které se vážou na plus konce mikrotubulů. A protože se vysoce dynamické mikrotubuly vyskytují u dělících se nádorových buněk, mohly by nsEPs tuto dynamiku potlačit podobně jako antimitotické látky.“

Jak doc. Dráber podotýká, na základě uvedených výsledků bude pokračovat další základní výzkum, na který by mohl navazovat výzkum aplikovaný. Praktické medicínské uplatnění by se tedy případně mohlo objevit až v delším časovém horizontu – a to všude tam, kde by bylo cílem ovlivnit buněčné procesy, jež jsou závislé na dynamických mikrotubulech. Vedle buněčného dělení lze uvažovat o modulaci migrace buněk, regenerace axonů apod.

Zdroj: Chafai DE, Vostárek F, Dráberová E, Havelka D, Arnaud‑Cormos D, Leveque P, Janáček J, Kubínová L, Cifra M, Dráber P. Microtubule cytoskeleton remodelling by nanosecond pulsed electric fields. Adv Biosyst. 2020 Jul;4(7):e2000070. doi: 10.1002/adbi.202000070. Epub 2020 May 27.

Zdroj: MT