16:00 
Одной из отличительных черт раковых клеток является их способность уклоняться от апоптоза или запрограммированной гибели клеток посредством изменений в экспрессии белка. Индукция апоптоза в раковых клетках стала основным направлением новых методов лечения рака, поскольку эти подходы могут быть менее токсичными для здоровых тканей, чем традиционная химиотерапия или радиация. Многие химические вещества в настоящее время тестируются на способность вызывать апоптоз, и исследователи все чаще изучают активируемые светом молекулы, которые можно точно нацелить на участки опухоли с помощью лазеров, щадя окружающие здоровые ткани.
Раковые клетки имеют митохондрии, которые обеспечивают энергию для быстрого роста и деления, но считается, что чрезмерно щелочная среда нарушает функцию митохондрий, что приводит к апоптозу.
Микробный белок под названием архаэродопсин-3 (AR3) может быть ключом к апоптозу, индуцированному щелочностью. Под воздействием зеленого света AR3 выкачивает ионы водорода из клетки, увеличивая щелочность, нарушая клеточные функции и, в конечном итоге, вызывая апоптоз. Способность AR3 индуцировать апоптоз в ракоспецифичных клеточных линиях была описана в недавней статье профессора Юки Судо, доктора Кейичи Кодзима, доктора Шин Накао и их команды из Высшей школы медицины, стоматологии и фармацевтических наук Университета Окаяма, Япония. Их результаты были опубликованы в Интернете в Журнале Американского химического общества 4 ноября 2025 года.
"В нашем предыдущем исследовании мы разработали новый оптогенетический метод, позволяющий вызвать апоптотическую гибель клеток посредством подщелачивания внутриклеточного pH с помощью AR3", сказал профессор Судо. Он добавил: "В этом исследовании мы применили нашу основанную на AR3 оптогенетическую стратегию к клеточным линиям раковых клеток мышей и продемонстрировали ее высокую эффективность в индукции апоптоза и противоопухолевых эффектов как in vitro, так и in vivo".
Авторы впервые использовали генетически модифицированные вирусы для вставки генов AR3 в линию клеток колоректального рака мыши (MC38) и линию клеток меланомы (B16F10). Клетки без экспрессии AR3 нормально выживали при воздействии зеленого света. Напротив, клетки, экспрессирующие AR3, показали высокие показатели гибели клеток — более 40% в MC38 и более 60% в B16F10 — наряду с явными признаками разрушения митохондрий как причины апоптоза. Без зеленого света апоптоза не происходило, что подтверждает, что активность AR3 специально индуцируется светом.
Воодушевленная этими результатами, команда использовала эти клеточные линии, чтобы индуцировать образование опухолей у здоровых мышей. Когда через 6 дней эти опухоли подверглись воздействию зеленого лазерного света, в опухолях, экспрессирующих AR3, наблюдалась значительная гибель клеток и снижение размножения клеток во внешних слоях опухоли. Что еще более важно, через 13 дней после имплантации опухоли опухоли, экспрессирующие AR3, были на 65–75 % меньше, чем опухоли, не являющиеся AR3.
"Примечательно, что в опухолях, полученных из клеток MC38, уменьшение объема опухоли наблюдалось между 10 и 13 днями после трансплантации клеток. Эта отсроченная регрессия может отражать не только прямые эффекты индукции апоптоза и ингибирования пролиферации клеток, но и участие противоопухолевые иммунные реакции", - добавляет профессор Судо.
Хотя эти результаты весьма многообещающи, в исследовании использовались раковые клетки, генетически модифицированные перед имплантацией, и необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, можно ли заставить уже существующие опухоли эффективно экспрессировать AR3. Авторы также отмечают, что проникновение света остается ограничением, поскольку зеленый лазерный свет может вызывать апоптоз только на глубину около 1 мм.
"Демонстрируя апоптоз, запускаемый светом, и значительное подавление роста опухоли в двух различных моделях рака, MC38 и B16F10, мы подчеркиваем универсальность и эффективность этого подхода", сказал профессор Судо, подчеркнув важность этих результатов. Авторы предполагают, что оптогенетическая терапия на основе AR3 может в конечном итоге сочетаться с другими методами лечения рака, чтобы повысить эффективность и воздействовать на более широкий спектр опухолей.
