Луч надежды при устойчивом к лечению раке: применение микроРНК

МикроРНК (miRNA) — биологические молекулы, отвечающие за контроль синтеза белка на генетическом уровне. Недавно открытый класс miRNA выглядит эффективным для предотвращения размножения раковых клеток.

О miRNA и их функциях мы рассказывали в статье Можно ли выключить вызывающие рак гены? . Если нужно предотвратить производство белка, на этапе mRNA синтеза miRNA связывается с этой mRNA. Образуется двухцепочечный комплекс. Иммунная система принимает свободную двухцепочечную DNAза вирусную DNA, атакует и уничтожает.

Нацелиться на причину возникновения рака!

В последние годы исследований применения микроРНК при раке всё больше, поскольку они нацелены на «причину возникновения рака». Новая работа показала возможность применения miRNA при устойчивом к лечению раке. Генетическими анализами искали miRNA, непосредственно регулирующие активность белков циклин/CDK, контролирующих размножение клеток человека. Выявили miRNA, способные воздействовать на большинство циклинов/CDK. При испытании открытых miRNA на мышиных моделях прогрессирование опухоли подавлялось.

Учёные не сдаются…

Циклины/CDK важны в клеточном цикле. При многих опухолях выявлена их чрезмерная активность. Но молекулы разнообразны: при блокировании одной её может заменить другая. Поэтому блокировать один тип циклина/CDK недостаточно для остановки опухолевого роста. Открытие класса miRNA против почти всех циклинов/CDK и делает работу важной.

Что исследование означает для лечения рака?

• Рак возникает, когда накопленные повреждения генов (мутации) производят дефектные или нефункционирующие белки и нарушают нормальную структуру клетки. Большинство повреждений — в генах белков, контролирующих размножение. Повреждения заставляют производить больше белков или белки с другими функциями. Нацеливание микроРНК на эти гены может быть важной стратегией, поскольку направлено на причину возникновения рака.
• Работа важна открытием микроРНК, регулирующих активность генов контроля клеточного размножения.
• Трудность лечения микроРНК — невозможность эффективно доставить их к опухоли. В крови много ферментов, разрушающих нуклеиновые кислоты DNA или RNA, поэтому микроРНК легко распадаются. В последнее время с помощью нанотехнологий пытаются создать системы их переноса.
• Важно подчеркнуть: лабораторные исследования лечения рака микроРНК продолжаются.

Для любителей науки: что такое клеточный цикл? Как контролируется размножение? Какова функция циклинов/CDK?

«Жизненный цикл» клетки состоит из фаз G1, S, G2 и M. Достигнув определённого размера, клетка начинает делиться. G1 — подготовка. В фазе S копируется DNA для равной передачи генетической информации дочерним клеткам. В G2 клетка готовится к митозу. После него образуются две одинаковые клетки.

Размножение клеток организма контролирует тонкая система из 3 основных контрольных точек. На рисунке ниже показан контроль механизма размножения.

• Первая контрольная точка — G1/S. Проверяют энергию для размножения, размер клетки и наличие факторов роста. При подходящих условиях активируются белки циклин/CDK, позволяя пройти эту точку. Клетка, не прошедшая G1, остаётся в G0, фазе «отдыха/сна».
• Вторая контрольная точка — G2/M. Проверяется качество скопированной DNA. Если DNA повреждена, клетка не может пройти эту точку.

- Связанная тема: Работы, принёсшие Aziz Sancar Нобелевскую премию: механистическое восстановление DNA

• Третья контрольная точка связана с нитями веретена. При делении клетки должны передать DNA дочерним клеткам поровну. Для этого нити равномерно разделяют хромосомы. При неправильном разделении у одной дочерней клетки будет иное число хромосом, что ведёт к генетическим болезням. Цель этой точки — проверить правильность разделения хромосом нитями. Прошедшая её клетка продвигается к митозу и начинает делиться.