Многие виды рака активируют переносчик аминокислот для стимулирования своего роста, что делает этот белок многообещающим инструментом в обнаружении и терапии опухолей.

“Cэллюлярная коммуникация жизненно важна для передачи информации соседним клеткам. Одним из ключевых мессенджеров в этом процессе является экзосома, наноразмерная частица, которая отпочковывается от клетки-предшественницы, неся молекулярный груз. Поскольку эти маленькие клеточные носители переносят содержимое своих родительских клеток, экзосомы могут служить моментальными снимками для данной популяции клеток, включая опухоли.

“Если вы можете взять образец везикулы или любого другого образования из крови, это дает вам огромное преимущество, являясь низкоинвазивной стратегией мониторинга или выявления рака”, - сказал Дэвид Грининг, биолог, изучающий внеклеточные везикулы, подобные экзосомам, в Университете Ла Троб.

Одной из стратегий улучшения использования экзосом в качестве биомаркеров рака является идентификация поверхностных белков на этих пузырьках, которые отражают исходную опухоль. Переносчик аминокислот L-типа 1 (LAT1), поверхностный белок, который переносит большие аминокислоты в клетку, преимущественно связан с раковыми клетками и коррелирует с тяжестью опухоли. Эти характеристики сделали белок привлекательной мишенью для терапевтического вмешательства, и один из ингибиторов LAT1 в настоящее время проходит клинические испытания.

Рюичи Огаки и его команда изучают LAT1 в контексте рака. Теперь их интересует его потенциал в качестве биомаркера, поддающегося медикаментозному лечению.

В исследовании, опубликованном в Scientific Reports, исследователи продемонстрировали потенциал LAT1 в качестве биомаркера на экзосомах поджелудочной железы и других линиях раковых клеток. 5 “[Теперь] мы можем обнаруживать и лечить рак, используя одну и ту же мишень”, - сказал Рюичи Огаки, фармаколог из Университета Осаки и соавтор исследования.

Огаки и его команда годами изучали роль LAT1 в прогрессировании рака. Вдохновленная предыдущей работой, в которой измерялись связанные с раком белки в экзосомах, группа решила исследовать корреляцию между экспрессией LAT1 в экзосомах и исходными из них раковыми клетками.

Чтобы изучить эту взаимосвязь, команда использовала ультрацентрифугирование для выделения этих частиц из линий опухолевых клеток поджелудочной железы, шейки матки и желчных протоков человека. В большинстве протестированных клеточных линий экспрессия LAT1 в экзосомах коррелировала с экспрессией LAT1 на клеточных мембранах.

Для изучения экзосом in vivo команда ввела раковые клетки поджелудочной железы в брюшную полость мышей. Месяц спустя они использовали иммуногистохимию для измерения экспрессии LAT1 в опухолевой ткани и соседних неопухолевых клетках, обнаружив белок исключительно в опухолевой ткани. Когда они выделили экзосомы из брюшных полостей мышей с опухолями и контрольных мышей, они обнаружили большую экспрессию LAT1 в везикулах мышей с опухолями.

По словам Огаки, преимущество использования LAT1 в качестве биомаркера заключается в его двойном потенциале как диагностической, так и терапевтической мишени. Для достижения этой цели он и его команда изучают способы оптимизации использования экзосомального LAT1. Один из подходов включает разработку антитела, которое может обнаруживать участок LAT1, находящийся на поверхности. Хотя LAT1 является поверхностным маркером, команда использовала антитело, которое распознает внутриэкзосомальную область белка, что требует от них лизиса экзосом для подтверждения экспрессии LAT1.

Изображение экзосомы, полученной при просвечивающей электронной микроскопии, полученной из раковых клеток. Экзосома выглядит как светло-серый круглый объект, а LAT1 - в виде блочных точек на поверхности экзосомы.

LAT1 на экзосомах, полученных из раковых клеток, может служить диагностическим маркером рака.

“Если мы сможем создать такое антитело, мы сможем напрямую обнаруживать LAT1 при жидкой биопсии, такой как кровь или плазма”, - сказал Огаки. Грининг, который не принимал участия в исследовании, подтвердил важность нацеливания антител на поверхностную часть LAT1, чтобы улучшить его потенциал в качестве биомаркера.

Кроме того, создание более чувствительных средств для идентификации LAT1 на экзосомах могло бы также улучшить его обнаружение при меньших объемах экзосом, например, в крови и на ранних стадиях прогрессирования рака. Поскольку в исследованиях in vitro сравнивались экзосомы раковых клеток, Грининг сказал, что ему также интересно посмотреть, насколько хорошо LAT1 различает экзосомы здоровых и больных клеток.

“Это довольно предварительное открытие с точки зрения того, можем ли мы идентифицировать маркер во внеклеточном пузырьке, который может указывать на начало рака поджелудочной железы”, - сказал Грининг. Однако, поскольку возможности диагностики и лечения рака поджелудочной железы ограничены, он добавил, что необходимо выявить ранние маркеры заболевания. “Здесь есть огромный потенциал для поиска чего-то, что может помочь многим пациентам”.