Молекула, идентифицированная исследователями UCLA, помогает поддерживать здоровый баланс клеток в дыхательных путях и легочной ткани. Если соединение, которое до сих пор изучалось только на изолированных клетках человека и мыши, оказывает такое же действие на людей, оно может привести к созданию новых лекарств для лечения или профилактики рака легких.
"Мы думаем, что это может помочь нам разработать новую терапию, которая способствует здоровью дыхательных путей," сказал доктор. Бриджит Гомпертс, профессор педиатрии и легочной медицины Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, член Центра регенеративной медицины и исследований стволовых клеток Эли и Эдит Брод при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе и ведущий автор исследования. "Это может не только помочь в лечении рака легких, но и в первую очередь помочь предотвратить его прогрессирование."
Дыхательная система человека постоянно травмируется из-за загрязнения и микробов в воздухе, которым мы дышим, и должна пополняться здоровыми клетками. Этот процесс управляется базальными стволовыми клетками дыхательных путей, которые делятся, чтобы производить больше стволовых клеток и мукоцилиарных клеток, выстилающих дыхательные пути и легкие.
Есть два типа мукоцилиарных клеток: клетки слизи, которые производят слизь, которая улавливает токсичные и инфекционные частицы, и ресничные клетки, которые имеют выступы в виде пальцев, которые смывают слизь, чтобы поддерживать дыхательную систему в здоровом и чистом состоянии. В здоровых легких базальные стволовые клетки дыхательных путей остаются сбалансированными между производством мукоцилиарных клеток и самообновлением для поддержания популяции стволовых клеток.
В предраковых клетках легких базальные стволовые клетки делятся чаще, чем обычно, генерируя большое количество стволовых клеток, но слишком мало мукоцилиарных клеток. Возникающий в результате дисбаланс клеток в дыхательных путях приводит к тому, что дыхательные пути не могут должным образом очищаться от мусора, и это создает больший риск того, что предраковые клетки вызовут опухоль.
В новом исследовании, опубликованном сегодня в Cell Reports, Гомпертс и ее коллеги проанализировали клетки дыхательных путей из равного количества биоптатов здоровых людей, людей с предраковыми поражениями рака легких и людей с плоскоклеточным раком легких. Они обнаружили, что одна группа молекул, вместе называемая сигнальным путем Wnt / бета-катенин, присутствует на разных уровнях в базальных стволовых клетках образцов пациентов по сравнению с клетками здоровых людей.
И когда исследователи изменили уровни этих молекул в здоровых клетках дыхательных путей мышей, баланс между стволовыми и мукоцилиарными клетками изменился, имитируя дисбаланс, наблюдаемый при предраковых заболеваниях легких.
"Когда вы активируете сигнальный путь Wnt / бета-катенин, эти стволовые клетки просто делятся и делятся," сказал Гомпертс, который также является членом Универсального онкологического центра UCLA Jonsson.
Наконец, команда провела скрининг более 20000 химических соединений на их способность обращать вспять этот эффект в клетках человека, снижая уровни Wnt и восстанавливая баланс стволовых клеток и зрелых клеток дыхательных путей.
Одно соединение выделялось своей способностью ограничивать пролиферацию базальных стволовых клеток и восстанавливать баланс стволовых и мукоцилиарных клеток до нормального. Соединение также было менее токсичным для клеток дыхательных путей, чем другие, ранее обнаруженные молекулы, которые блокируют передачу сигналов Wnt / бета-катенина. Команда назвала соединение Wnt Inhibitor Compound 1 или WIC1.
"Идентификация этого нового препарата – хороший инструмент, позволяющий разделить биологию пути передачи сигналов Wnt / бета-катенин и его влияние на здоровье легких," сказал Коди Арос, первый автор новой статьи и аспирант Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. "Также очень интересно, что он может действовать по-новому, чем другие существующие ингибиторы сигнального пути Wnt / бета-катенина, и обладает такой низкой токсичностью."
Поскольку WIC1 был идентифицирован путем случайного отбора лекарств, исследователи еще не знают, как именно он работает, но они планируют будущие исследования его механизма и безопасности.
Соединение, протестированное исследователями, использовалось только в доклинических испытаниях и не было протестировано на людях и не одобрено Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов как безопасное и эффективное для использования на людях.
На недавно идентифицированное соединение распространяется патентная заявка, поданная UCLA Technology Development Group от имени Регентов Калифорнийского университета с Гомпертсом и Аросом в качестве соавторов.