Молекулярные биологи из Германии раскрыли клеточный механизм, «поломка» которого оказалась причиной развития примерно трети случаев рака.
Их выводы были представлены в журнале Nature Communications, передает РИА Новости.
«С одной стороны, «хромосомный хаос», возникающий в результате появления дефектов в системе починки ДНК, вызывает неподдельный ужас. С другой, открытие его корней подарило нам еще один метод борьбы с опухолями. Если отключить еще одну подобную систему, мутации в геноме начнут появляться так быстро, что раковые клетки умрут, а здоровые выживут», — заявила Орели Эрнст (Aurelie Ernst) из Немецкого центра изучения рака в Гейдельберге.
Как рассказывают авторы статьи, достаточно долгое время ученые считали, что рак возникает в результате появления мутаций во «взрослых» клетках организма, забывающих свою роль и функции и начинающих бесконтрольно размножаться при появлении серьезных «опечаток» в ДНК.
Но это происходит достаточно редко, так как наши клетки содержат в себе сразу несколько цепочек генов, отвечающих за починку подобных повреждений или заставляющих клетку убивать себя при появлении мутаций в критически важных генах. В последние годы ученые пытаются понять, как рак «обманывает» эту систему и как она замешана в процессе его зарождения.
Несколько лет назад Эрнст и ее коллеги открыли необычный феномен, непосредственно связанный с подобным перерождением клетки — так называемый хромотрипсис, или «хромосомный хаос».
Под этим ученые понимают особый процесс, в ходе которого одна или несколько хромосом внезапно разваливаются на части. Те случайным образом повторно соединяются, и в большинстве случаев клетка либо гибнет, либо сразу же превращается в родоначальника раковой опухоли.
Как признает Эрнст, несмотря на всю важность этого открытия, оно не дало ответа на главный вопрос — как именно возникает подобный «хаос»? Для ответа на эту загадку ученые проследили за тем, как появлялись опухоли в теле мышей, предрасположенных к развитию рака мозга и груди.
Сравнивая геномы клеток из опухолей, немецкие биологи открыли несколько любопытных закономерностей, связанных с развитием хромотрипсиса. Как оказалось, он чаще всего появлялся у животных, у которых был поврежден ген XRCC4, отвечающий за один из типов починки двойных разрывов в нити ДНК.
Повреждение или отключение этого гена, как показали опыты на мышах и анализ ДНК раковых клеток, извлеченных из мозга четырех десятков пациентов, почти гарантированно приводит к развитию «хромосомного хаоса» и формированию раковой опухоли.
Схожим образом, хотя и менее катастрофично, ситуация развивается при появлении мутаций в двух других генах, отвечающих за починку генома: BRCA2 и Lig4. Их повреждение приводит к появлению дополнительных копий гена Myc, стимулирующего размножение стволовых и раковых клеток, что делает возможным или ускоряет развитие рака.
Что интересно, все эти формы «хромосомного хаоса», как показали опыты в пробирке, позволяют бороться с раком, не включая, а отключая другие гены починки ДНК, такие как RAD51 и PARP1. Блокировка их работы привела к уничтожению примерно 60% раковых и только десяти процентов здоровых клеток всего за двое суток эксперимента.
Сегодня, как отмечает Эрнст, медики уже используют подобные препараты для борьбы с определенными формами рака груди, при появлении которых повреждается ген BRCA2. По всей видимости, аналогичным образом можно бороться и с большим числом других опухолей, возникших в результате «хаоса», заключают авторы статьи.