Признак рака связан с ранозаживляющими свойствами

Когда врачи обнаруживают повышенный уровень SerpinB3 в анализе крови, это может сигнализировать о том, что что-то серьезно не так: от трудноизлечимых видов рака до тяжелых воспалительных состояний.

SerpinB3 — это критически важный белок, который часто обнаруживается, когда барьерные ткани организма, такие как кожа или легкие, находятся под серьезным стрессом из-за рака или хронических заболеваний.

Но новое исследование Университета штата Аризона показывает, что SerpinB3, давно признанный маркером заболеваний, также играет естественную роль в организме: помогает заживлять раны.

Кожные раны остаются серьезной проблемой для медицины. Из примерно 6 миллионов ран, которые ежегодно возникают в США, многие трудно поддаются лечению и часто связаны с диабетом, ожогами, инфекциями или пожилым возрастом. В совокупности эти трудноизлечимые раны обходятся примерно в 20 миллиардов долларов каждый год.

В новом исследовании соавторы Джордан Ярон, Каушал Реге и их коллеги из Центра биодизайна, инноваций и перевода биоматериалов обнаружили, что SerpinB3 является частью естественного арсенала организма для заживления ран, помогая коже восстанавливаться после повреждений.

Исследование указывает на новые возможности: его усиление может улучшить заживление ран, а его блокирование может стать способом борьбы с агрессивным раком. Результаты могут также помочь объяснить роль SerpinB3 в воспалительных заболеваниях, от кожных заболеваний до астмы.

Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Исследование возникло в результате слияния более широкой работы команды над биоактивными материалами для заживления ран и опыта изучения семейства белков, называемых серпинами – сокращение от ингибиторов сериновой протеазы. Серпины действуют как важные регуляторы различных процессов, таких как свертывание крови и иммунная регуляция во всем организме, причем некоторые серпины играют очевидную роль в поддержании баланса разрушения и восстановления тканей.

«Когда мы глубже изучили, как наши биоактивные наноматериалы помогают восстановлению тканей, SerpinB3, белок, первоначально причастный к раку, стал для нас ключевым фактором, который коррелирует с заживлением ран, вызванным наноматериалами», — сказал Реге. «Это путешествие, которое началось с исследования биоматериалов для восстановления тканей, вдохновленного использованием, и заканчивалось раскрытием фундаментальной роли этого белка как механизма реакции кожи на повреждения, было поистине захватывающим. Сейчас мы опираемся на это фундаментальное открытие и исследуем роль SerpinB3 в других патологических состояниях».

Реге — профессор химического машиностроения и директор Центра биодизайна инноваций и внедрения биоматериалов. Ярон — доцент кафедры химического машиностроения и преподаватель центра. Оба исследователя имеют научные должности в Школе инженерии материи, транспорта и энергетики АГУ.

Многие серпины связаны с болезнями, когда их баланс в организме нарушается, что проявляется в воспалении, фиброзе и раке. Один из членов этого семейства, SerpinB3, широко использовался в тестах на рак в качестве индикатора агрессивного заболевания.

SerpinB3, также известный как антиген-1 плоскоклеточного рака, был впервые обнаружен в тканях рака шейки матки в 1977 году. Он уже давно применяется в качестве биомаркера агрессивного рака легких, печени и кожи, где высокие уровни связаны с плохими исходами.

«На протяжении более четырех десятилетий SerpinB3 считался движущей силой роста и метастазирования рака — настолько, что он стал клиническим диагностическим средством. Однако по прошествии всего этого времени его нормальная роль в организме оставалась загадкой», — сказал Ярон. «Но когда мы посмотрели на поврежденную, заживающую кожу, мы обнаружили, что клетки, перемещающиеся в ложе раны, производят огромное количество этого белка. Стало ясно, что это часть механизма, который люди развили для заживления эпителиальных повреждений, процесса, который раковые клетки научились использовать для распространения. Теперь это открывает двери для понимания того, как этот белок участвует во многих других заболеваниях».

Отслеживая, какие гены включаются во время заживления, исследователи обнаружили, что уровень SerpinB3 резко возрастает в поврежденной коже. Увеличение было особенно сильным в ранах, покрытых современными повязками из биоматериалов. Это открытие основано на более ранних исследованиях группы, показывающих, как такие материалы могут усиливать естественные сигналы восстановления организма.

В лабораторных тестах добавление дополнительного количества SerpinB3 заставило клетки кожи двигаться и быстрее закрывать раны, действуя так же эффективно, как известный усилитель заживления, называемый эпидермальным фактором роста. SerpinB3 активирует кератиноциты — клетки кожи, которые обычно восстанавливают повреждения. При включении эти клетки становятся менее липкими и более подвижными, что позволяет им скользить в рану и восстанавливать ткани.

Белок также способствует естественному восстановлению организма, направляя заживление и рост новых тканей. Обработанные раны показали более аккуратно расположенные коллагеновые волокна, которые действуют как опорная структура, помогая восстановить прочность и целостность кожи.

Исследователи отмечают, что необходима дополнительная работа, чтобы понять, как SerpinB3 вписывается в более широкие системы исцеления организма. Поскольку SerpinB3 ускоряет заживление, однажды его можно будет разработать для лечения стойких ран, таких как пролежни и другие язвы, которые со временем заживают медленно.

Раскрывая двойную жизнь SerpinB3, исследование показывает, как более глубокое понимание собственных систем восстановления организма может привести к улучшению лечения ран и новым стратегиям борьбы с раком.

Ярон-младший, Испания, сэр, Его Величество, Хилтон-Палайя Дж., Робертс Дж., Реге К.
Антиген-1/SerpinB3 плоскоклеточного рака является эндогенным элементом реакции на повреждение кожи.
Proc Natl Acad Sci, США, 28 октября 2025 г.; 122 (43): e2415164122. дои: 10.1073/пнас.2415164122