მილიონობით წლის ვირუსული ნარჩენები — ახალი გასაღები კიბოს მკურნალობაში

უძველესი ვირუსი, რომელმაც ჩვენი წინაპრები მილიონობით წლის წინ დააინფიცირა, დღეს შესაძლოა კიბოს გამოწვევას უწყობდეს ხელს. 2024 წლის 17 ივლისს Science Advances ჟურნალში გამოქვეყნებული კვლევა აჩვენებს, რომ ეს ვირუსული ნარჩენები ჩვენს DNA-ში ჯერ კიდევ არსებობს და შეიძლება უფრო ეფექტიან, ნაკლები გვერდითი ეფექტის მქონე კიბოს მკურნალობამდე მიგვიყვანოს.

რატომ არის ეს კვლევა მნიშვნელოვანი?

პანკიბოს ეპიგენომური ანალიზის მსგავსი ახალი თაობის გენეტიკური ანალიზებით უძველესი რეტროვირუსული მიმდევრობების გავლენა უკეთ ხდება გასაგები.

ადრე ბიოლოგიური ფუნქციის არმქონედ მიჩნეული „ენდოგენური რეტროვირუსები“ (ენდოგენური რეტროვირუსები), სინამდვილეში გენებს არეგულირებს და ზოგიერთი გენის ჩართვასა და გამორთვას უზრუნველყოფს.

ბოლო წლების კვლევებმა წამოაყენა მოსაზრება, რომ ამ ვირუსულ ნარჩენებს კიბოს მსგავსი დაავადებების განვითარებაში შეიძლება როლი ჰქონდეს.

კვლევის დეტალები

კვლევის მეთოდები და მიგნებები

კვლევის უფროსი ავტორი, კოლორადოს უნივერსიტეტის ბოულდერის გენომის ბიოლოგი Edward Chuong, აღნიშნავს, რომ კვლევების უმეტესობა იმას სწავლობს, კოდირებს თუ არა ენდოგენური რეტროვირუსები ცილებს. თუმცა ეს უძველესი ვირუსული მიმდევრობები, ჩვეულებრივ, ცილებს არ კოდირებს. Chuong-მა და მისმა გუნდმა ეპიგენომური ანალიზის მონაცემები გამოიყენეს იმის გასარკვევად, მონაწილეობს თუ არა ეს ნარჩენები გენების რეგულაციაში და უწყობს თუ არა ხელს კიბოს. კიბოს გენომის ატლასის მიერ რუკაზე დატანილი კიბოს 21 სახეობის შესწავლით მათ ვირუსული წარმოშობის 19 DNA მიმდევრობა გამოავლინეს, რომლებსაც შესაძლოა კიბოს გამოწვევა შეეძლოს.

ეპიგენეტიკა მეცნიერების დარგია, რომელიც სწავლობს, როგორ რეგულირდება გენების ექსპრესია, ანუ გენების ჩართვა და გამორთვა, DNA-ს მიმდევრობის ცვლილების გარეშე. ეს რეგულაცია DNA-ს მეთილირებისა და ჰისტონების მოდიფიკაციის მსგავსი ქიმიური ცვლილებებით ხდება და გენეტიკური ინფორმაციის გამოყენებაზე მოქმედებს.

ეპიგენომური ანალიზი არის ტექნიკა, რომელიც ორგანიზმის მთელ გენომში მიმდინარე ეპიგენეტიკურ ცვლილებებს სისტემურად სწავლობს. ეს ანალიზი გენების ექსპრესიაზე მოქმედი ეპიგენეტიკური ნიშნების რუკის შედგენისა და მათი ფუნქციების გაგების საშუალებას იძლევა.

LTR10 და კიბო

გამორჩეული DNA მიმდევრობა: LTR10

მკვლევრებმა შეისწავლეს LTR10 სახელწოდების მიმდევრობა, რადგან ის რამდენიმე კიბოში, მათ შორის ფილტვისა და კოლორექტალურ კიბოში, მაღალ აქტივობას აჩვენებდა. ეს DNA სეგმენტი, რომელიც ჩვენი წინაპრების გენომში 30 მილიონი წლის წინ მოხვდა, კოლორექტალური კიბოების მესამედში აქტიურია. CRISPR გენების რედაქტირების ტექნოლოგიის გამოყენებით Chuong-ის გუნდმა LTR10 გააჩუმა და ამან ახლომდებარე, კიბოს მიერ სტიმულირებული გენების აქტივობა შეამცირა.

მკურნალობა და შემდეგი ნაბიჯები

MAP კინაზის ინჰიბიტორები და მიზნობრივი მკურნალობა

კვლევამ ასევე დაადგინა, რომ ფაქტორი, რომელიც LTR10-ს კიბოს ხელშეწყობისკენ უბიძგებს, მიტოგენით აქტივირებული ცილოვანი (MAP) კინაზაა; ის ადამიანის კიბოების დაახლოებით 40%-ში ზედმეტად აქტიურია. კიბოს ზოგიერთი არსებული მედიკამენტი უკვე MAP კინაზას უმიზნებს. ეს ახალი მიგნებები შეიძლება უფრო მიზნობრივი თერაპიების შემუშავებას ან არსებული მკურნალობის ოპტიმიზაციას დაეხმაროს.

თუმცა მიგნებების რეალურ კიბოს პაციენტებზე გამოსაყენებლად საჭიროა დამატებითი ლაბორატორიული კვლევები, ადამიანებზე კვლევები და რამდენიმე წელი. რადგან კლინიკური გამოყენებისთვის CRISPR ეპიგენომის რედაქტირების ტექნოლოგია ჯერ კიდევ მუშავდება, ამ ელემენტების პირდაპირ დამიზნებამდე, როგორც მკურნალობამდე, სულ მცირე 5 წელია დარჩენილი.

*

დამატებითი საკითხავი: ადამიანის DNA-ს კომპონენტები

ქვემოთ მოცემული გრაფიკი პროცენტულად აჩვენებს, რა ელემენტებისგან შედგება ჩვენი გენომი.

• გენები (1-2%): ცილის მაკოდირებელი DNA მიმდევრობები. ადამიანის გენომში დაახლოებით 20 ათასიდან 25 ათასამდე გენია. ეს გენები ჩვენი გენომის დაახლოებით 6 მილიარდ ნუკლეოტიდურ წყვილს შორის მდებარეობს და ორგანიზმის სხვადასხვა ცილას კოდირებს. გენომის დიდი ნაწილი გენების გარეთა უბნებისგან შედგება, რომლებიც გენების რეგულაციასა და სხვა ბიოლოგიურ ფუნქციებში მონაწილეობს. 
• ტრანსპოზონები (45%): DNA მიმდევრობები, რომლებიც გენომში გადაადგილდება და მრავლდება. ამ ჯგუფში შედის რეტროტრანსპოზონები (8,3%), LINE (20,4%) და SINE (13,1%).
• ენდოგენური რეტროვირუსები (ERV) (8%): ძველი ვირუსული ინფექციებისგან დარჩენილი DNA ფრაგმენტები, რომლებსაც გენების ექსპრესიაზე გავლენის მოხდენა შეუძლია.
• ფსევდოგენები (1,2%): გენები, რომლებმაც ფუნქცია დაკარგა ან არასრულია.
• განმეორებადი მიმდევრობები (3%): ტელომერები და სხვა მოკლე განმეორებადი DNA მიმდევრობები.
• სხვა (40%): ინტრონები, მარეგულირებელი ელემენტები და სხვა არამაკოდირებელი DNA.