Исследователи разработали автоматизированную платформу, которую они использовали для проверки тысяч лекарств и выявления тех, которые можно использовать для прекращения распространения меланомы, одно из которых они успешно испытали на мышах. Этот подход может помочь выявить перспективные лекарства для лечения метастатического рака.
Метастатические раковые заболевания, особенно меланома, продолжают представлять собой проблему, поскольку каждая опухоль может иметь уникальное микроокружение и по-разному реагировать на лечение. Это особенно агрессивная форма рака. После распространения меланомы выживаемость при ней низкая.
Особенностью метастатического процесса является образование опухолевыми клетками инвадоподий, специализированных выпячиваний, функция которых заключается в разрушении внеклеточного матрикса, чтобы клетки могли проникать или вторгаться в новую среду. Идентификация лекарств, нацеленных на инвадоподии, имеет решающее значение для эффективного предотвращения распространения рака, но в настоящее время отсутствует возможность скрининга этих препаратов.
Все это могло измениться с разработкой «Инвазионного блока», автоматизированная платформа для скрининга с высоким содержанием контента, которая позволила исследователям из Института столетия в Австралии оценить, насколько хорошо различные лекарства и соединения могут предотвратить распространение меланомы, воздействуя на инвадоподии.
«Меланома — сильный противник, она часто быстро распространяется и затрудняет лечение», — сказала Света Тику, автор исследования. «Ключ к поиску лучших методов лечения лежит в разработке лекарств, и именно здесь инструмент Invasion-Block играет ключевую роль».
Исследователи объединили Invasion-Block с автоматизированным конвейером анализа изображений, адаптированным из астрономическая наука под названием Smoothen-Mask and Reveal (S-MARVEL), которая использовалась для удаления артефактов и существенного улучшения качества наборов данных микроскопических изображений инвадоподий.
Затем они проверили 3840 лекарств в двух одобренных FDA библиотеках соединений на предмет их способности ингибировать образование инвадоподий в клетках меланомы и обнаружили, что наиболее эффективными соединениями являются ингибиторы киназы. Ингибитор киназы блокирует действие протеинкиназ, которые добавляют фосфатную группу к белку в процессе, называемом фосфорилированием. Фосфорилирование может включать или выключать белок, влияя на его уровень активности и функции, и часто является необходимым этапом роста некоторых видов рака.
«Это говорит о том, что эти ферменты могут стать ключом к поиску методов лечения, которые помогут сдержать распространение меланомы», — сказал Дацзян Го, ведущий автор исследования.
Из выявленных ингибиторов киназы исследователи решили протестировать эффективность ингибитора мутации атаксии-телеангиэктазии (АТМ) в лабораторных условиях. Они использовали технологию редактирования генов CRISPR, чтобы вывести из строя ген, ответственный за экспрессию киназы ATM в клетках меланомы, и обнаружили, что клетки стали менее инвазивными и не так сильно распространялись в лимфатические узлы у мышей.
» Мы считаем, что АТМ может служить мощной терапевтической мишенью для лечения распространения меланомы у пациентов», — сказал Тику.
Это исследование является значительным шагом вперед в борьбе с меланомой, говорят исследователи, закладывая основу закладывает основу для будущих исследований и разработки новых методов лечения.
«Комбинация «Invasion-Block» и «S-MARVEL» открывает новые возможности в поиске лекарств, которые могут остановить распространение рака, — сказал Тику.
Исследование было опубликовано в журнале PNAS.
