Метаболизм витамина В2 помогает раковым клеткам противостоять ферроптозу

Недостаток витамина В2 делает опухолевые клетки более восприимчивыми к уникальной форме гибели клеток. Это было обнаружено исследователями из Центра Рудольфа Вирхова при Вюрцбургском университете.

Человеческий организм не может сам вырабатывать витамин В2, также известный как рибофлавин; он должен усваивать важное вещество через диету. Витамин содержится в молочных продуктах, яйцах, мясе и зеленых овощах. Метаболизм превращает его в молекулы, которые защищают клетку от окислительного повреждения, среди прочих функций.

Исследователи из Центра Рудольфа Вирхова (RVZ) при Университете Юлиуса-Максимилиана в Вюрцбурге (JMU) обнаружили, что эта функция витамина также имеет недостаток: он также защищает раковые клетки.

Витамин В2 играет решающую роль в защите раковых клеток от ферроптоза, особой формы запрограммированной гибели клеток."

Вера Скафар, аспирантка

Она является членом исследовательской группы под руководством Хосе Педро ФридманаАнджели, профессор трансляционной клеточной биологии. Результаты были опубликованы в известном журнале Nature Cell Biology.

Как связаны витамин В2 и ферроптоз

Организм человека использует механизм запрограммированной гибели клеток, чтобы позволить поврежденным или опасным клеткам «умереть» контролируемым образом, не вызывая воспаления в окружающих тканях. В частности, ферроптоз связан со многими патологическими состояниями, включая рак и нейродегенерацию.

В отличие от других путей гибели клеток, ферроптоз запускается, когда перекисное окисление липидов, вызванное железом, подавляет антиоксидантную защиту клетки. Раковые клетки часто избегают ферроптоза, усиливая окислительно-восстановительные защитные системы. Это исследование подчеркивает метаболизм витамина В2 как важный фактор, способствующий этой защите, подразумевая, что нацеливание на кофакторы, полученные из рибофлавина, может ослабить устойчивость к ферроптозу и сделать опухоли более уязвимыми.

Потенциальный ингибитор

Белок FSP1, фокусисследования рабочей группы, входит в число компонентов, ответственных за защиту здоровых клеток от гибели клеток. Витамин В2 поддерживает белок в этой задаче. Используя модели редактирования генома и раковых клеток, исследователи заметили, что дефицит витамина делает раковые клетки более восприимчивыми к ферроптозу.

В идеале должно быть возможно использовать это терапевтически: отключить метаболический путь витамина В2 и, таким образом, специфически вызвать гибель раковых клеток. «Тем не менее, ингибитор, который может это сделать, все еще отсутствует», - говорит Скафар. Исследователи решили эту проблему, используя розофлавин, природное соединение со структурой, подобной витамину В2, и продуцируемое бактериями.

На пути к таргетной терапии рака с использованием ферроптоза

В лаборатории команда профессора Фридмана Анджели протестировала активное вещество на моделях раковых клеток: «Оказалось, что розофлавин вызывает ферроптоз в низких концентрациях», - говорит руководитель группы, «наш бывшийпериметры показывают осуществимость этой концепции.« Таким образом, исследование прокладывает путь для разработки таргетных методов лечения рака на основе ферроптоза.

На следующем этапе рабочая группа РВЗ сосредоточится на разработке ингибиторов метаболизма витамина В2; целью будет оценка их использования в доклинических моделях рака.

Фридманн Анджели добавляет: «Ферроптоз имеет отношение не только к раку. Все больше данных свидетельствуют о том, что он также способствует патологическим процессам при нейродегенеративных заболеваниях и повреждении тканей после трансплантации органов или ишемии-реперфузионного повреждения.«Таким образом, понимание того, как метаболизм витамина В2 влияет на ферроптоз, может иметь более широкие последствия для заболеваний, при которых вовлечен чрезмерный или недостаточный ферроптоз.

Финансирование

Исследование получило финансирование от приоритетной программы «Ферроптоз: от молекулярных основ к клиническим применениям» (SPP2306) Немецкого исследовательского фонда (DFG). Он также работал под DeciFerr (Dи использование механизма регуляции ферроптоза при раке) под руководством профессора Фридмана Анджели. Он финансируется Европейским исследовательским советом (ERC) с мая 2024 года с помощью гранта ERC Consolidator и почти двух миллионов евро.