Ферроптоз: всесторонний обзор важного механизма гибели клеток

Ферроптоз — механизм гибели клеток, который стал известен сравнительно недавно и получил название в 2012 году. Эта так называемая неапоптотическая гибель клеток происходит при избытке кислородных радикалов и свободного железа в клетке. Определённые молекулы в клеточной мембране, а именно фосфолипиды, окисляются и повреждаются. Без соответствующей противодействующей реакции клеточная мембрана в конечном итоге разрушается, что приводит к гибели всей клетки.

Целый выпуск научного журнала Redox Biology был посвящён всестороннему обобщению существующих знаний обо всех аспектах ферроптоза.

В международную и междисциплинарную команду из 90 авторов вошли две рабочие группы с участием четырёх исследователей из HHU, которые внесли ключевой вклад: профессор д-р Том Людде, директор отделения гастроэнтерологии, гепатологии и инфектологии; PD д-р Карстен Берндт, руководитель исследовательской группы тиологии на кафедре неврологии; д-р Каролин Лор, отделение гастроэнтерологии, гепатологии и инфектологии; Леони Тевс, отделение неврологии. Отделения являются частью Университетской клиники Дюссельдорфа.

Ведущий автор PD д-р Карстен Берндт заявил: «В статье освещаются участвующие ферменты, метаболические требования, регуляторные процессы, состояния, связанные с ферроптозом, и экспериментальные методы исследования этого механизма гибели клеток».

Ферроптоз происходит в аномальных условиях и уже описан в связи со многими патологическими состояниями. Этот механизм гибели клеток играет ключевую роль во всех состояниях, основанных на временном нарушении снабжения кислородом из-за снижения кровообращения. К ним относятся инсульт и инфаркт, но механизм также может следовать за многими хирургическими процедурами.

Ферроптоз также связан с раком, нейродегенеративными заболеваниями, нейровоспалительными состояниями, такими как рассеянный склероз, заболеваниями почек и многими другими состояниями.

В то время как д-р Берндт изучает физиологические механизмы регуляции ферроптоза, профессор Людде исследует, может ли целенаправленная активация программ гибели клеток, таких как ферроптоз, в раковых клетках предложить новые варианты лечения, например, для рака печени, которые могут быть более целенаправленными и иметь меньше побочных эффектов, чем обычные варианты химиотерапии.

Оба автора согласны, заявляя: «Несколько ингибиторов ферроптоза, направленных на остановку механизма, уже проходят клинические испытания, как и различные способы целенаправленного запуска ферроптоза. Однако до того, как эти подходы войдут в повседневную клиническую практику, ещё предстоит пройти долгий путь».

Различают запрограммированную гибель клеток («апоптоз»), когда организм целенаправленно и контролируемо вызывает гибель повреждённой клетки, нерегулируемую гибель клеток («некроз») и различные промежуточные уровни, из которых ферроптоз является одним из наиболее заметных механизмов. Хотя здесь существуют определённые регуляторные механизмы, клетка в конечном итоге разрывается и высвобождает потенциально вредные вещества в окружающую среду неконтролируемым образом.