Исследователи Универсального онкологического центра Йонссона Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали анализ, который может быть использован для выявления новых генов, которые могут предсказать предрасположенность к раку.
Исследование, опубликованное в апрельском выпуске Radiation Research, было проведено на клетках дрожжей и млекопитающих.
Раковые клетки демонстрируют стойкую генетическую нестабильность, и исследователи во главе с Робертом Шистлом обнаружили механизм, который включает эту генетическую нестабильность. Если они смогут раскрыть и понять молекулярные пути, задействованные в продвижении генетической нестабильности, они смогут разработать способы отключения этого механизма и восстановления стабильности.
"У всех нас есть несколько сотен клеток, которые ежедневно сходят с ума, и наша иммунная система забирает их," сказал Шистл, профессор патологии, радиационной онкологии и наук о здоровье окружающей среды и ученый из онкологического центра Йонссона. "Важно то, что эти клетки не растут, не распространяются и не вторгаются в другие области нашего тела. Раковые клетки могут расти, распространяться и вторгаться, потому что продолжающаяся генетическая нестабильность может нарушить клеточную программу и создать преимущество для роста. К сожалению, иммунная система не очень эффективна в удалении раковых клеток."
Анализ определяет эффективность механизма репарации, когда ДНК страдает от двухцепочечного разрыва, когда обе цепи в двойной спирали разорваны. Эти разрывы вызывают генетическую нестабильность и особенно опасны, потому что могут привести к перестройке генома или делециям определенных генов, которые, если исчезнут, приводят к раку.
"Каждая ячейка все время имеет двойные разрывы," сказал Шистл, старший автор исследования. "Именно то, как клетка пытается исправить эти разрывы, является ключевым, емкость и эффективность ремонта, чтобы не причинить дальнейшего вреда."
Клетка, которая не может эффективно восстанавливать себя, может привести к раку.
В ходе исследования исследователи облучили клетки, чтобы создать двухцепочечные разрывы. Они хотели определить, происходит ли двухцепочечный разрыв в одной области ДНК, является ли нестабильность, ограниченная этой областью, или также очевидна в другом месте. Стандартное мышление заключалось в том, что генетическая нестабильность будет локализована в области разрыва. Однако Шистль и его команда показали, что перерыв в одной зоне имеет "в транс" эффект, означающий, что нестабильность может проявиться где угодно.
"В этой статье мы показали, что повреждение ДНК в одной позиции генома вызывает определенный механизм генетической нестабильности по всему геному," Шистл сказал.
В частности, команда облучила клетки, а затем трансформировала их фрагментом ДНК, который определяет эффективность и точность восстановления двухцепочечных разрывов. Ключевым моментом в этом эксперименте было то, что фрагмент ДНК не подвергался облучению. Таким образом, исследователи смогли продемонстрировать, что излучение запускает определенный механизм репарации двухцепочечных разрывов во фрагменте ДНК, который не подвергался воздействию излучения. Эффект все еще был заметен после того, как почти все повреждения ДНК, вызванные излучением в клетках, были восстановлены, показывая, что механизм, вызванный излучением, не зависит от фактического повреждения, вызванного излучением.
Шистл ранее показал, что одинарный двухцепочечный разрыв ДНК также вызывает генетическую нестабильность по всему геному на участках, которые не повреждены, что снова является доказательством того, что двухцепочечные разрывы вызывают генетическую нестабильность в транс-геноме.
Интересно, что многие раковые клетки демонстрируют повышенную индукцию специфического механизма репарации двухцепочечных разрывов ДНК, обнаруженного в транс в этом исследовании, как если бы раковые клетки каким-то образом индуцировали этот механизм и не могли его выключить.
"Теперь нам нужно определить механизм этого пути, идентифицировать гены, участвующие в индукции этого пути, и которые могут дать нам мишени, которые мы можем ингибировать с помощью лекарств, чтобы попытаться уменьшить генетическую нестабильность," Шистл сказал. "Это может привести к лечению рака. Каждый раз, когда вы можете остановить рост рака, вы выигрываете. Не повреждает другие ткани и не распространяется на другие органы. Возможно, мы сможем остановить нестабильность до того, как она приведет к раку."
Источник: Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе