Вплив зовнішніх факторів і внутрішніх продуктів метаболізму створюють сприятливе середовище для алкілування ДНК [1], зокрема атомів О6-гуаніну. Захист клітини від такого пошкодження здійснює фермент О6-метилгуанін-ДНК метилтрансфераза (MGMT). Його функція в клітині полягає у відновленні нативної структури ДНК в ході необоротної та суїцидальної реакції перенесення алькільного залишку з О6-гуаніну ДНК на свій залишок цистеїну в активному центрі фермента. Це захищає клітини від такого цитотоксичного, канцерогенного та онкогенного пошкодження, як алкілування ДНК, збереження та передачу правильної, незміненої генетичної інформації при поділі клітин. Нерепарований О6-метилгуанін є причиною точкових мутацій через невідповідне спарювання з тиміном під час реплікації, що призводить до трансзиції G:C → A:T [2]. Значна кількість таких помилок негативно впливає на життєздатність клітини та може призводити до її смерті [3]. Тож експресія цього білка в клітинах є дуже важливою.
З іншого боку, в клітинах пухлин MGMT обмежує ефективність алкілувальної хіміотерапії. Тому йде пошук факторів, що впливають на експресію MGMT або на модуляцію активності його білкового продукту, цьому питанню щорічно присвячується немало статтей. Відомо, що експресія MGMT значно варіює, проте причини такої варіації точно не встановлені. Показано, що синтетичний глюкокортикоїд дексаметазон, який використовується для зняття запалень та набряків в післяопераційний період, спричиняє зростання рівня експресії MGMT в клітинах [4], тому одночасне або наступне використання алкілувальної хіміотерапії буде малоефективним. Вплив інших препаратів, що використовуються при терапії низки онкозахворювань, на рівень експресії даного гена не відомий.
Щоб дізнатися, чи можуть речовини, які використовуються при гормоно- та імунотерапії, впливати на експресію гена MGMT, ми дослідили його промоторну ділянку на наявність цис-регуляторних послідовностей. Ми виявили нові потенційні елементи відгуку, зокрема на стероїдні гормони та на низку рецепторів інших біологічно активних речовин. Найпершими для перевірки є елементи відгуку на естрогени та прогестерон, оскільки ці гормони є важливими при лікуванні гормоночутливих пухлин. Тож дані щодо їх впливу на один із обмежуючих факторів алкілувальної хіміотерапії може допомогти в плануванні коректної ефективної терапії пацієнта.
Перевіряючи вплив цих гормонів на експресію MGMT in vitro, ми виявили що і β-естрадіол, і прогестерон позитивно регулюють як кількість транскрипту даного гена, так і кількість білкового продукту. Проте надати чітку відповідь, чи дана регуляція відбувається через елемент відгуку в промоторі чи через мембранний рецептор, ми наразі не можемо і це питання потребує подальших досліджень.
Ми також перевірили вплив рекомбінантного інтерферону α2β, синтезованого в трансгенних рослинах N. benthamiana, на кількість білку MGMT в клітинах лінії Е8 непухлинного походження та у клітинах HЕp-2 пухлинного походження. Ми виявили тенденцію даного інтерферону знижувати кількість білка MGMT в досліджених клітинах, проте порівняно з клітинами пухлинного походження HEp-2, даний ефект в клітинах Е8 був слабкішим і спостерігався лише при двох найбільших із досліджених концентрацій інтерферону 200 та 2000 МО/мл. Таким чином, нами вперше виявлено інгібувальний ефект рекомбінантного інтерферону α2β, синтезованого у рослинах N. benthamiana, на експресію репаративного ензиму MGMT в клітинах людини й встановлено, що цей інгібувальний ефект був виразнішим у пухлинних клітинах порівняно з клітинами непухлинного походження.
Ми запропонували механізм такого ефекту через вплив інтерферону на транскрипційний фактор NF-κB, який позитивно регулює експресію MGMT через елемент відгуку в промоторі [5].
Оскільки, щоб подолати ефект резистентності клітин пухлини до хіміотерапії, можна не лише впливати на кількість білка чи мРНК, але й на активність самого фермента, ми біоінформатично дослідили також потенційну можливість зміни активності білка MGMT за рахунок певних післятрансляційних модифікацій. Ми виявили численні потенційні сайти ацетилування, убіквітинування, SUMOїлування та фосфорилування.
Також ще одним перспективним методом зниження кількості MGMT в клітинах пухлин при хіміотерапії є використання інгібіторів цього ферменту. О6-бензилгуанін та О6(4-бромотієніл)гуанін (Lomeguatrib) в поєднанні з різними алкілувальними речовинами проходять ІІ, ІІІ стадії клінічних досліджень в лікуванні стійких до темозоломіду чи кармустину пухлин [6,7,8]. Проте ці інгібітори мають токсичні побічні впливи, тож розробка та тестування нових, менш токсичних інгібіторів є актуальними. Тож ми дослідили низку низькомолекулярних ненуклеозидних органічних сполук (розроблені і синтезовані у відділі біомедичної хімії Інституту молекулярної біології і генетики НАНУ) щодо їх здатності зменшувати кількість ферменту MGMT в клітинах in vitro та виявили декілька найперспективніших потенційних інгібіторів MGMT.
