Новое исследование показывает, как обычный местный анестетик лидокаин активирует рецепторы горького вкуса, оказывая противораковое воздействие на рак головы и шеи. Поскольку препарат недорогой и легкодоступный, его можно легко использовать для лечения пациентов с этим сложным раком.

Любой, кто зашивал рану или проходил стоматологическую процедуру, например, пломбирование зуба, может быть знаком с лидокаином. Известно, как этот местный анестетик облегчает боль, но также считается, что лидокаин может быть полезен для больных раком, хотя не совсем ясно, каким образом.

Теперь исследование, проведенное учеными из Медицинской школы Университета Пенсильвании, разрешило давнюю загадку того, как лидокаин вызывает гибель определенных раковых клеток.

«Мы изучали это направление исследований в течение многих лет и были удивлены, обнаружив, что лидокаин нацелен на рецептор, который высоко экспрессируется при различных видах рака», — сказал Роберт Ли, автор исследования.

Этим «рецептором» является T2R14, рецептор горького вкуса, экспрессируемый при плоскоклеточном раке головы и шеи (HNSCC), раке с высокой смертностью и заболеваемостью, связанной с лечением. HNSCC развивается в слизистой оболочке полости рта и носа в результате воздействия канцерогенов окружающей среды и/или вируса папилломы человека (ВПЧ).

Помимо своей роли в восприятии горького вкуса, рецепторы горького вкуса (T2R) также участвуют во врожденном иммунитете, функции щитовидной железы, физиологии сердца и других биологических процессах. Исследователи изучали T2R при раке яичников, раке молочной железы и HNSCC, при этом T2R14 является наиболее изученным.

Ранее исследователи обнаружили, что T2R присутствуют во многих случаях рака полости рта и горла и вызывают апоптоз, или запрограммированную гибель клеток, и что повышенная экспрессия T2R связана с улучшением выживаемости у пациентов с HNSCC. Исследование, опубликованное ранее в этом году, показало, что у пациентов с раком молочной железы показатели выживаемости улучшались, если лидокаин вводили вокруг опухоли перед операцией.

«T2R14 обнаруживается в клетках по всему организму. Невероятно, но многие существующие лекарства могут активировать его, поэтому может появиться больше возможностей рассмотреть возможность изменения дизайна других лекарств для безопасного воздействия на этот рецептор».

Используя клеточные линии HNSCC, исследователи обнаружили, что лидокаин может активировать рецептор T2R14 и вызывать апоптоз раковых клеток. В частности, активация препарата вызывает перегрузку митохондрий кальцием, деполяризует митохондриальные мембраны и значительно снижает жизнеспособность клеток HNSCC. Это также приводит к выработке активных форм кислорода (АФК), что дополнительно указывает на митохондриальную дисфункцию и клеточный стресс.

Реакция кальция в раковых клетках головы и шеи на различные концентрации лидокаина / Медицинский факультет Пенсильванского университета.

Данные исследований также показывают, что лидокаин ингибирует протеасомную деградацию. Протеасомы удаляют из клеток тысячи короткоживущих, поврежденных, неправильно свернутых или устаревших белков. Когда активность протеасомы ингибируется, белки, которые необходимо расщепить, накапливаются, тем самым вызывая апоптоз. Ингибирование протеасом, вызванное лидокаином, обращалось вспять, когда ингибировалась генерация АФК или передача сигналов T2R14, что позволяет предположить, что ингибирование протеасом является результатом стимуляции T2R, дисфункции нижестоящих митохондрий и АФК.

Можно сказать, что одним из преимуществ HNSCC является легкий доступ к пораженному участку, поэтому лидокаин может применяться в клинической практике в виде инъекций или местной противораковой терапии.

«Как хирурги головы и шеи, мы постоянно используем лидокаин», — сказал соавтор Райан Кэри. «Мы знаем, что лидокаин безопасен, мы чувствуем себя комфортно, используя его, и он легко доступен, а это означает, что его можно довольно легко интегрировать в другие аспекты лечения рака головы и шеи».

Исследование также показало, что T2R14 особенно высок при HNSCC, связанном с вирусом папилломы человека, который в настоящее время является преобладающей формой HNSCC. Мы планируем провести клиническое исследование, проверяющее эффект добавления лидокаина к стандартному лечению HNSCC, связанного с ВПЧ.

«Хотя мы не говорим, что лидокаин может вылечить рак, мы воодушевлены его потенциалом получить преимущества в лечении рака головы и шеи и двигаться вперед в улучшении вариантов лечения пациентов с этим сложным раком», — сказал Кэри.

Исследование было опубликовано в журнале Cell Reports.