Мутації Src та рак

Меган Найт, бакалавр

У 1911 р. Френсіс Пейтон Рус зробив новаторське відкриття, що певні типи вірусів можуть спровокувати утворення саркоми у курей. У цей час, коли щойно були розроблені методи фільтрації, що очищали частинки, менші як клітин еукаріотичних, так і бактеріальних, Рус вводив фільтрат, що містить клітини саркоми курки, в іншу курку. Протягом наступних тижнів у введеній курці спостерігалося утворення саркоми. Цей експеримент показав, що віруси можуть спричинити утворення саркоми, а отже, і рак.

Отже, частинка вірусу, яку Рус виділив у своїх експериментах, була названа «вірусом саркоми Rous» (RSV). Це простий ретровірус, який кодує такі гени, як глікопротеїни та білки, необхідні для утворення оболонки геному, та зворотну транскриптазу, необхідну для реплікації вірусу в клітинах-хазяїнах.

У 1960-х рр. RSV був введений в культивовані клітини. Введення RSV-індукованої патологічної морфології та поведінки клітин, що спричиняє утворення «вогнищ» у культурах клітин. Це підтвердило, що RSV може трансформувати клітинні фенотипи, що викликають клітини, щоб стати раковими. Подальший експеримент показав, що трансформація клітин до ракового фенотипу залежить від активних вірусних білків. При температурі 37 ° C мутант RSV, чутливий до температури, має стабільні поліпептиди та демонструє свою здатність трансформувати клітинні фенотипи. Однак при підвищенні температури до 40оС клітинний фенотип змінюється до нормальної морфології через дестабілізацію та денатурацію поліпептидів, кодованих вірусом.

Ідентифікація Src

RSV має ген, що кодує білок, який називається „Src“, який є білковою тирозинкіназою. Було показано, що Src є онкогеном, який є геном, який має потенціал трансформувати нормальні клітини в ракові клітини, якщо мутація викликає абераційну активацію. Гомологічні дослідження виявили, що ген Src має пташине походження; це свідчить про те, що штам вірусу птахів заразив курячу клітину та інтегрувався в хромосомну ДНК клітини-господаря поруч із геном c-Src. При упаковці капсидів c-Src був включений, утворюючи тим самим ген v-Src, присутній у віріонах RSV.

Активація Src

Src є білком 60 кДа і є одним із дев'яти членів сімейства кіназ Src. Три його основні домени - це гомологія Src (SH) SH2 і SH3, а також каталітичний домен, що містить активний центр кінази. SH2 і SH3 необхідні для білково-білкової взаємодії. C-Src активується або внаслідок білково-білкової взаємодії, або внаслідок подій фосфорилювання. Tyr416 і Tyr 527 - два основних місця фосфорилювання в Src. Tyr416 може бути внутрішньо фосфорильований у присутності мітогенних сигналів, які видаляють петлю активації з каталітичної щілини. Це дозволяє c-Src фосфорилювати нижчі мішені, задіяні у сприянні проліферації клітин. Фосфорилювання Tyr527 іншими білками негативно регулює активність c-Src, викликаючи інактивацію його кіназної активності, блокуючи каталітичну щілину.

При включенні в RSV c-Src втрачає важливий залишок тирозину, необхідний для його інактивації, який утворює v-Src. В результаті v-Src втрачає здатність інактивуватися і є конститутивно активним як онкоген у заражених клітинах хазяїна.

Роль Src у формуванні раку

У людини повсюдно експресується Src. У клітинах ссавців Src надає плейотропний вплив на клітинну морфологію, адгезію, інвазію, проліферацію та диференціацію. Зазвичай Src переважно неактивний у клітинах і активується лише у присутності високих концентрацій мітогенів. Якщо цей баланс порушується, активність Src стає відхиленою.

Надмірна активація кінази Src є поширеною для багатьох видів раку, включаючи рак товстої кишки та молочної залози. Src може мутувати і втратити домен, що містить залишок Tyr527, необхідний для його інактивації, або білки, що регулюють Src, можуть мутувати і призвести до його посиленої активації за відсутності мітогену. Білки, що активують Src, часто надмірно експресуються в ракових клітинах, а білки, що негативно регулюють Src, знижуються в ракових клітинах.

Src над активацією в ракових клітинах сприяє таким процесам, як ендотеліально-мезенхімальний перехід, який необхідний для метастазів, виживання клітин, мітогенезу, інвазії та ангіогенезу. Це також зменшує адгезію клітин, зменшуючи контактне гальмування ракових клітин.

Src як терапевтична мета

Через надмірну активацію Src та його онкогенну дію в широкому спектрі ракових захворювань він був визначений ключовою молекулою в прогресуванні пухлини. Це робить інгібування Src перспективною мішенню протиракової терапії.

Клінічні випробування показали, що інгібування Src зменшує прогресування раку при декількох видах раку, таких як рак молочної залози, підшлункової залози та яєчників. Інгібітори Src - це невеликі молекули, які призначені для використання в комбінації з іншими хіміотерапевтичними засобами. В даний час кілька таких молекул проходять клінічне випробування і показали багатообіцяючі попередні результати.