В исследовании с использованием дрожжевых клеток и данных о раковых клеточных линиях ученые из Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins Medicine) сообщают, что обнаружили потенциальное слабое место раковых клеток с дополнительным набором хромосом. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nature.
Актуальность проблемы
Уязвимость раковых клеток коренится в высоких концентрациях внутриклеточного белка, который заставляет их казаться раздутыми и объемными, что может быть использовано в качестве возможных новых целей для лечения рака.
«Ученые теперь больше думают о том, как нацелить биофизические свойства раковых клеток на самоуничтожение», – комментирует автор исследования Ронг Ли (Rong Li) из Университета Джона Хопкинса.
Новые эксперименты были сфокусированы на аномалии числа хромосом, известной как анеуплоидия. Ли считает, что анеуплоидия является отличительной чертой рака и встречается более чем в 90% случаев солидных опухолей. По словам Ли, анеуплоидия дает клеткам возможность передавать большее количество хромосом, и соответственно дополнительный набор генов, которые производят большее количество белка, чем обычная клетка. Этот избыток может дать клеткам способность к росту, позволяя им превратиться в опухоль. Поскольку анеуплоидные клетки имеют несбалансированное производство белка, у них слишком много свободно плавающих белков, которые не организованы в комплекс. Этот процесс увеличивает концентрацию белка внутри клетки. Чтобы компенсировать повышенную концентрацию, клетки поглощают воду, что приводит к гипоосмотическому стрессу.
Материалы и методы обследования
Ученые исследовали клетки дрожжей, которые имеют 16 хромосом. В стрессовых условиях, таких как холодная температура или недостаток питательных веществ, дрожжевые клетки адаптируются, изменяя количество хромосом, что позволяет им лучше выживать из-за изменений относительного количества различных белков. Ученые изучили уровни экспрессии генов тысяч анеуплоидных дрожжевых клеток по сравнению с нормальными. В частности, ученые искали изменения экспрессии генов, которые были характерны для анеуплоидных клеток, несмотря на различия в количестве копий хромосом. Затем ученые сравнили экспрессию генов, связанных с анеуплоидией, с информацией из базы данных Стэнфордского университета, которая содержит изменения в экспрессии генов среди нормальных дрожжевых клеток, подвергшихся воздействию различных стрессовых сред.
Результаты научной работы
Среди анеуплоидных клеток ученые обнаружили, что экспрессия генов была изменена примерно в 4% генома по сравнению с нормальными клетками. Ученые обнаружили, что как анеуплоидные клетки, так и нормальные клетки в условиях гипоосмотического стресса обладают определенными характеристиками экспрессии генов. Исследователи продолжили свою работу, чтобы выяснить, можно ли использовать уязвимость анеуплоидных клеток в правильном контроле потребления питательных веществ. Ученые провели скрининг дрожжевого генома и обнаружили молекулярный путь с участием двух белков, называемых ART1 и Rsp5, которые регулируют способность клеток поглощать питательные вещества, такие как глюкоза и аминокислоты. Когда ученые инактивировали эти белки в анеуплоидных клетках дрожжей, последние снизили рост. Человеческий эквивалент молекулярного пути включает белки, называемые аррестинами и Nedd4.
«Вполне возможно, что мы могли бы найти лечение, нацеленное на тот или иной путь, который использует уязвимость, характерную для раковых клеток анеуплоида», – резюмирует Ли.
Авторы другого исследования утверждают, что риск развития рака выше у лиц с врожденными пороками сердца.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
