Молекулярні продукти. Вчені визначили одну з причин агресивного раку печінки

Виправлення помилок має вирішальне значення для клітин через постійне виникнення збоїв під час клітинної діяльності. Проте створення помилок корисне для знищення ракових клітин. Радіотерапія та хіміотерапія викликають клітинні дефекти, ушкоджуючи ДНК ракових клітин. На жаль, деякі пухлинні клітини мають високоефективну систему репарації ДНК, що дозволяє їм уникнути лікування. Нове дослідження, опубліковане Оскаром Льоркою, Фернандо Морено-Ерреро та Пурі Фортесом із Університету Наварри, проливає світло на одну з цих незвичайних систем репарації ДНК. Команда розкрила функцію молекулярного основного продукту, використовуючи передовий метод нанотехнології, вперше відзначаючи, коли він спостерігався в дії, пише SciTechDaily.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтеся, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

У разі раку печінки з найгіршим прогнозом

Декілька років тому дві команди дослідників виявили, що близько половини пацієнтів із гепатоцелюлярною карциномою (найпоширенішим типом раку печінки) продукують молекулу РНК під назвою NIHCOLE, яка виявляється в основному в найагресивніших пухлинах і пов'язана з поганим прогнозом. Фортес, Льорка та Морено-Ерреро дійшли висновку, що NIHCOLE дуже ефективно допомагає відновити пошкоджену ДНК, тому променева терапія менш ефективна в разі пухлинах, де вона є. Під час усунення NIHCOLE ракові клітини, що зазнали променевої терапії, легше вмирають.

Однак молекулярний механізм, за допомогою якого NIHCOLE сприяє відновленню розривів ДНК, невідомий. Нове дослідження пояснює це: NIHCOLE утворює міст, який пов'язує фрагменти розірваної ДНК разом.

"NIHCOLE одночасно взаємодіє з білками, які розпізнають два кінці фрагментованої ДНК, ніби зшиваючи їх разом", — пояснюють Льорка та Морено-Ерреро.

Розуміння цього механізму допоможе в розробці стратегій боротьби з раком печінки з найгіршим прогнозом. "Використання препаратів-інгібіторів NIHCOLE може бути новою терапією для найпоширенішої форми раку печінки", — кажуть дослідники.

Магнітні нанопінцети для розтягування ДНК

Щоб зрозуміти, як працює NIHCOLE, група Фернандо Морено-Ерреро використовувала магнітний пінцет — нанотехнологічний метод, що дозволяє вивчати фізичні властивості окремих молекул.

Дослідники розробили молекулу, яка імітує розірвану ДНК, що дозволило їм виявляти з'єднання між двома фрагментованими кінцями. Спочатку вони прикріплюють крихітну магнітну намистину розміром одна тисячна міліметра до одного кінця ДНК, а потім використовують магнітний нанопінцет, щоб потягнути за цей кінець. Довжина розтягнутої ДНК показує, чи відтворилася молекула ДНК, в якій розірвані кінці ДНК з'єднані разом, чи вона все ще розірвана.

Для авторів дослідження ці дані показують, що NIHCOLE "надає переваги пухлинним клітинам, допомагаючи їм відновлювати розриви ДНК, тим самим підтримуючи злоякісну проліферацію ракових клітин, попри накопичення пошкоджень ДНК, що виникають внаслідок стресу клітинного поділу".

"Сміттєва ДНК", яка більше не є сміттям

NIHCOLE — це не білок, синтезований геном, а молекула РНК. Це частина того, що біологи назвали сміттєвою ДНК два десятиліття тому, коли секвенували геном людини. Тоді вони помилково вважали, що ця ДНК марна.

Льорка пояснює: "Одна з центральних догм біології полягає в тому, що інформація, що міститься в кожному гені, в ДНК, транслюється в білки. Тому вчені були приголомшені, коли виявили, що лише 2% нашої ДНК містять гени. Для чого було решта нашого геному? Неможливо, щоб 98% геному складала сміттєва, марна ДНК. В останнє десятиліття було показано, що частина цього невивченого геному виробляє дуже довгі молекули РНК, деякі з яких мають переважну функцію в разі раку".

NIHCOLE — одна з таких довгих молекул РНК, існування та функція яких були виявлені лише настільки нещодавно, що біологи досі дивуються. Дивно також, що потрібно лише невеликий шматочок NIHCOLE, щоб він діяв як основний молекулярний продукт.

"Це дозволить розробити ліки, які блокують або спотворюють цю структуру й таким чином підвищують ефективність променевої або хіміотерапії в онкологічних хворих", — кажуть автори статті.

Раніше Фокус писав про інновацію в лікуванні пухлин. Згідно з новим дослідженням, ракові клітини можуть бути перетворені на клітини, які допомагають імунній системі почати атаку на пухлину.