Рак молочной железы начинается с того, что клетки, выстилающие протоки или дольки груди, выходят из-под контроля и бесконтрольно делятся. Сначала болезнь часто проявляется как безболезненное уплотнение, а затем может появиться отек, зуд или покраснение. Ежегодно в мире диагностируют около 2,1 миллиона новых случаев, что делает этот вид рака самым распространенным. Парадокс в том, что во многих развитых странах статистика неполная, а самый высокий уровень смертности — в странах Азии и Африки с ограниченным доступом к качественной медицине. Например, в Танзании рак груди занимает второе место после рака шейки матки, на него пришлось 10% всех онкологических диагнозов в 2020 году. Эта болезнь опасна и коварна, она угрожает и женщинам, и мужчинам.

Рак груди — болезнь неоднородная. Чтобы подобрать лечение, врачи смотрят, есть ли на поверхности опухолевых клеток особые мишени — рецепторы. Главные из них — рецепторы к гормонам эстрогену и прогестерону, а также рецептор HER2 (рецептор эпидермального фактора роста 2 типа). HER2 — часть большого семейства рецепторов, которые управляют ростом и делением клеток. В отличие от своих «собратьев», HER2 в избытке присутствует на поверхности клеток при 20–25% случаев рака груди. Такая сверхэкспрессия связана с агрессивным течением болезни и плохим прогнозом, если ее не лечить.

Подробности опубликованы в издании LabMed Discovery.

Структура HER2 напоминает антенну, пронизывающую клеточную мембрану. У нее есть:

• Внеклеточная часть (снаружи клетки) — самая крупная, около 100 кДа.
• Трансмембранный участок (проходит через мембрану).
• Внутриклеточная часть (внутри клетки), которая включает фермент тирозинкиназу.

Именно внешняя, внеклеточная часть стала главной мишенью для современных лекарств, таких как трастузумаб. Она легкодоступна для препаратов и играет ключевую роль в запуске сигналов роста. Заблокировав ее, можно остановить болезнь на самой ранней стадии.

Чтобы подавить активность HER2, ученые разрабатывают два типа препаратов: моноклональные антитела (крупные белки, атакующие рецептор снаружи) и малые молекулы (проникающие внутрь клетки). При этом природа сама предлагает нам богатую аптеку потенциальных лекарств. Натуральные соединения привлекают внимание своим разнообразием, доступностью и доказанной эффективностью. История их использования в медицине насчитывает тысячелетия. Прорывом стала находка алкалоидов барвинка, которые положили начало целому классу противоопухолевых средств.

Среди природных соединений особый интерес вызывают цианогенные гликозиды. Самый известный из них — амигдалин (его иногда ошибочно называют «витамином B17»). Он содержится в семенах горького миндаля, яблок, абрикосов. Исследования показывают, что амигдалин может снижать жизнеспособность клеток HER2-положительного рака груди SK-BR-3. В экспериментах на разных типах раковых клеток (лейкемии, рака печени, простаты, шейки матки) он демонстрировал способность запускать программу клеточной гибели (апоптоз), „включая“ одни белки-регуляторы и „выключая“ другие. У животных с опухолями лечение амигдалином увеличивало продолжительность жизни и уменьшало метастазы в легких.

Но несмотря на обнадеживающие данные, до сих пор не было ясно, может ли амигдалин напрямую взаимодействовать с самой главной мишенью — рецептором HER2. Поэтому в данном исследовании мы с помощью компьютерного моделирования решили выяснить, как именно амигдалин связывается с HER2. Мы использовали методы молекулярного докинга (чтобы «пристыковать» молекулу к рецептору), молекулярной динамики (чтобы увидеть, насколько прочен этот комплекс в движении) и расчет энергии связывания (MMPBSA).

Реальная польза этой работы — в закладке фундамента для будущих исследований. Если вычисления подтвердят, что амигдалин действительно способен прочно и специфично связываться с внеклеточным доменом HER2, это откроет несколько перспектив.

• Во-первых, амигдалин может стать отправной точкой (лидом) для дизайна новых, более эффективных и безопасных низкомолекулярных ингибиторов HER2.
• Во-вторых, он может рассматриваться как адъювантное (дополнительное) средство в комбинации с существующей терапией, потенциально повышая ее эффективность или снижая дозы токсичных препаратов.
• В-третьих, это дает научное обоснование для более глубокого изучения механизмов действия цианогенных гликозидов и других природных соединений при HER2-положительном раке, что важно для доказательной интеграции натуропатических подходов в онкологию.

Главное ограничение исследования — его сугубо вычислительный, in silico характер. Компьютерное моделирование, каким бы точным оно ни было, лишь предсказывает вероятность взаимодействия. Оно не учитывает всей сложности биологических систем: метаболизма вещества в организме, его возможной токсичности (вспомним, что амигдалин при расщеплении может выделять цианид), проникновения через тканевые барьеры, влияния на иммунную систему и многие другие факторы. Предсказанная «идеальная стыковка» в модели еще не означает клинической эффективности и безопасности in vivo  (в живом организме). Выводы работы требуют обязательной экспериментальной проверки на клеточных культурах и животных моделях.

Ранее ученые выяснили, что происходит с раком груди в ожидании операции.