Ученые обнаружили молекулярный механизм, который позволяет опухоли развивать устойчивость к химиотерапии

Молекулярный механизм действует в качестве резерва, когда гена, называемого р53, который обычно помогает предотвратить мутации здоровых клеток, не хватает. Около половины опухолей не имеют ген р53. Результаты исследования опубликованы в журнале Cancer Cell. 

Система резервного копирования называется путь MK2. Она позволяет клеткам с поврежденной ДНК восстанавливать ее и не вызывает гибели клеток, и клетки с поврежденной ДНК продолжают делиться.

Химиотерапия повреждает ДНК клетки, и те перестают делиться. Но при отсутствии р53 деление клеток продолжается — благодаря MK2 пути, и раковые клетки продолжают размножаться после химиотерапии.

Исследователи из Массачусетского технологического института в Кембридже обнаружили, что РНК-связывающий белок, называемый hnRNPA0, является ключевым в резервном пути. 

Автор исследования Майкл Яффе (Michael Yaffe), профессор биологии и биологической инженерии, объясняет: «Я считаю, что РНК-связывающий белок действительно делает опухолевые клетки устойчивыми к химиотерапии».

В здоровых клетках р53 контролирует деление клеток и отключает его при повреждении ДНК. А если повреждение ДНК является слишком большим, это вызывает апоптоз — клеточную смерть.

Профессор Яффе обнаружил, что, когда р53 отсутствует (примерно в половине всех опухолей), Mk2 путь берет работу на себя. С помощью системы резервного копирования опухоль становится чувствительной к химиотерапии.

Вся жизнь на Земле сегодня зависит от трех типов биологических молекул: ДНК, РНК и белков. Белки являются рабочими лошадками клеток, в то время как ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота) несут генетическую информацию, которая переходит от одного поколения к другому.

В то время как ДНК и РНК сходны по структуре, они играют разные роли: РНК помогает передавать генетическую информацию, закодированную в ДНК. РНК важен для синтеза белка и регуляции генов.

РНК-связывающие белки являются молекулами, которые прикрепляются к РНК и контролируют многие аспекты генной регуляции. Они делают это обязательным для РНК (мРНК), которая несет генетическую информацию, скопированную из ДНК. Ученые все больше и больше заинтересованы в РНК-связывающих белках и их роли в лечении рака. Однако многие из методов, которые работают на молекулярном уровне, еще предстоит открыть.

В новом исследовании ученые показывают, что РНК-связывающий белок hnRNPA0 контролирует деление клеток на двух важных контрольно-пропускных пунктах в MK2 пути. В здоровых клетках контрольно-пропускные пункты позволяют деление клеток, чтобы приостановить и дать время для ДНК, которые могут быть повреждены во время копирования хромосом.

Один из контрольно-пропускных пунктов – G2 / M – обычно активируется р53. В раковых клетках легких, лишенных p53, hnRNPA0 помогает стабилизировать кодирующий ключевой белок, называемый GADD45. В другом контрольно-пропускном пункте под названием G1 – / S – когда р53 отсутствует, hnRNPA0 стабилизирует кодирование для резервного копирования под названием р27 белка. GADD45 и р27 приостанавливают деление клеток.

Исследователи обнаружили, что измерение уровней мРНК GADD45 и р27 может помочь предсказать, какие пациенты будут реагировать на химиотерапию.

В исследовании пациентов с раком легких ученые показали, что пациенты с высоким уровнем мРНК для GADD45 и р27 не реагируют на химиотерапию, как и пациенты, которые имели низкие уровни обоих.

Исследование показывает, что раковые клетки, как и здоровые, имеют молекулярные механизмы, которые помогают им сохранять свою целостность и выжить. 

В мае Medical Insider сообщал, что химиотерапия снижает когнитивные функции головного мозга.

Подробнее в научной статье:

Ian G. Cannell et al. A Pleiotropic RNA-Binding Protein Controls Distinct Cell Cycle Checkpoints to Drive Resistance of p53-Defective Tumors to Chemotherapy // Cancer Cell – 2015