Výzkum ukazuje, že rakovinné buňky reaktivují editory genů podobných embryům, aby podpořily růst

Je známo, že rakovinné buňky znovu probouzejí embryonální geny k růstu. Nová studie odhaluje, že nemoc také unáší proteiny neboli „editory“, které řídí, jak jsou tyto geny čteny.

Zjištění zveřejněná v časopise Výzkum nukleových kyselinpomůže vysvětlit, proč nádory rostou tak rychle a tak dobře se adaptují, a mohou ukázat cestu k novým způsobům léčby.

Embryonální buňky musí rychle růst a musí být schopny transformace do mnoha různých typů tkání. Buňky se spoléhají na genetické programy, které se nakonec vypnou, když tkáně dozrávají. Rakovina tyto programy znovu probouzí a dává této nemoci embryonální potenciál pro růst.

Vědci z Centra pro genomickou regulaci (CRG) to nyní ukazují rakovinné buňky také změnit nástroje pro úpravu buňky tak, aby se podobaly embryu. Jedná se o sestřihové faktory, proteiny, které upravují RNA poté, co byla zkopírována z DNA, a přeskupují různé segmenty v sekvenci tak, aby změnily sdělení genu.

Normálně sestřihové faktory pomáhají buňkám přizpůsobit se měnícímu se prostředí tím, že poskytují schopnost vytvářet různé proteiny ze stejného genu. Studie zjistila, že rakovinné buňky zapínají sestřihové faktory, které jsou normálně aktivní pouze v raný vývojpomáhá řídit růst nádoru.

„Zjistili jsme, že rakovina nevymýšlí zbrusu nové triky,“ říká Dr. Miquel Anglada-Girotto, hlavní autor studie z Centra pro genomickou regulaci. „Místo toho znovu používá staré programy, které buňky běžně používají během raného vývoje, kdy je potřeba rychlý růst.“

Vědci načrtli, jak rakovina převezme kontrolu nad editory genů v buňce. Když jsou aktivovány faktory rakoviny, zejména notoricky známý onkogen MYC, rovnováha sestřihových faktorů je narušena. Síť je tak pevně propojena, že rušení pouze jedné části způsobí vlnový efekt v celém systému.

Když se aktivuje MYC nebo jiná dráha růstu iniciující rakovinu, změní to chování hrstky „iniciátorů“ editorů, což způsobí řetězová reakce který zapíná sestřihové faktory, které tlačí buňky k růstu, a zároveň umlčují ty ochranné, které normálně drží růst pod kontrolou.

„V kombinaci s dalšími chybami, které se v buňce hromadí, toto rozsáhlé přepojování spojovacích faktorů nastavuje rovnováhu od zdravého růstu k převrácení celého systému do režimu rakoviny,“ vysvětluje Dr. Anglada-Girotto.

Výzkum pomáhá vysvětlit, proč je rakovina tak hrozivá nemoc. Nabízí také nové příležitosti. Pokud lékaři dokážou zjistit, kdy se sestřihové faktory začínají obracet, mohou rakovinu zaznamenat dříve. A pokud se léky mohou zaměřit pouze na jeden sestřihový faktor, mohl by se rozvlnit v celé síti a zpomalit nebo zastavit růst nádoru.

Objev byl možný, protože výzkumníci vycvičili model umělé inteligence, aby četl široký vzorec aktivity genů v buňkách a odvodil, co dělají sestřihové faktory v zákulisí. Předtím museli vědci číst každou drobnou úpravu v každé molekule RNA, což byl časově náročný a nákladný proces.

Autoři studie se domnívají, že s novým nástrojem mohou nyní vědci skenovat tisíce existujících datových souborů, aby viděli, jak se sestřihové faktory chovají, pomáhají odhalit, jak rakovina přebírá kontrolu nad buňkou a odhaluje skryté slabá místa.

Práce vedla Dr. Anglada Girotto a dohlíželi na ni profesor výzkumu ICREA Luis Serrano z Centra pro genomickou regulaci a Dr. Samuel Miravet Verde z ETH Zurich.