Новая мишень при опухолях мозга — ген TUG1, контролирующий стресс репликации ДНК

Опухоли мозга, особенно глиобластомы, относятся к самым трудным для лечения видам рака. Новое исследование показало, что ген Taurine Upregulated Gene 1 (TUG1) играет критически важную роль в способности раковых клеток справляться с репликационным стрессом. Эта работа может предложить потенциальную стратегию лечения агрессивных опухолей мозга.

Репликация— это копирование или удвоение ДНК во время деления клетки. При этом две цепи молекулы ДНК разделяются, и каждая используется как шаблон для создания новой цепи. В итоге образуются две генетически одинаковые двухцепочечные молекулы ДНК. При делении клетки они распределяются между двумя новыми клетками, обеспечивая каждую полным набором генетической информации. Репликация необходима для сохранения генетической информации и её передачи новым клеткам.

Критическая связь между геном TUG1 и репликационным стрессом

Новое исследование выяснило, как раковые клетки справляются с репликационным стрессом и какую роль играет ген Taurine Upregulated Gene 1 (TUG1). С помощью препарата, нацеленного на TUG1, исследователям удалось контролировать рост опухоли мозга у мышей. Это может стать потенциальной стратегией борьбы с агрессивными опухолями мозга, такими как глиобластома.

Потенциал для создания лечения

«Эти результаты можно воплотить в новые лекарственные подходы, поскольку TUG1 высоко экспрессируется в глиобластоме», — говорит профессор Ютака Судзуки, главный исследователь работы, опубликованной в Nature Communications.

В исследовании успешно разработан экспериментальный препарат TUG1-DDS, избирательно нацеленный на TUG1. Особенно при сочетании со стандартным темозоломидом он значительно подавлял рост опухоли и повышал вероятность выживания.

Как раковые клетки используют репликацию ДНК

Раковые клетки обращают нормальные клеточные процессы себе на пользу, создавая условия для собственного роста. Даже основные процессы, такие как репликация, используются в интересах опухоли.

Репликационный стресс и нестабильность генома

Раковые клетки нарушают естественный процесс репликации ДНК, улучшая условия для себя. При каждом копировании ДНК возможны различные ошибки, например разрывы или неправильное спаривание. Манипулируя репликацией, раковые клетки могут создавать репликационный стресс (RS). Он приводит к разрывам цепей и увеличению количества неспаренной одноцепочечной ДНК. Это вызывает нестабильность генома, способную поддерживать рост опухоли.

Важно отметить: репликационный стресс вызывают не только раковые клетки. Он может возникать и в нормальных клетках, однако опухолевые клетки способны использовать его в своих интересах.

Недлинные кодирующие РНК (lncRNA) и TUG1

Для восстановления собственной ДНК и удаления нежелательных R-петель раковые клетки используют недлинные кодирующие РНК (lncRNA). Исследователи определили роль lncRNA TUG1.

1. Недлинные кодирующие РНК (lncRNA): Это молекулы РНК, которые не кодируют белки, но помогают регулировать клеточные процессы.
2. Восстановление собственной ДНК и удаление R-петель: Раковые клетки используют lncRNA для устранения повреждений ДНК и удаления гибридных структур DNA:RNA, называемых R-петлями. Они могут вызывать проблемы при репликации ДНК, поэтому важно держать их под контролем.
3. Роль lncRNA TUG1: Исследователи обнаружили, что lncRNA под названием TUG1 играет важную роль в этом процессе. TUG1 участвует в восстановлении повреждений ДНК и контроле R-петель.
4. Белки DHX9 и RPA32: Эти два белка вместе с lncRNA TUG1 подавляют R-петли. Объединяясь, эти три молекулы способны контролировать потенциально вредные R-петли.

Итак, для восстановления ДНК и удаления R-петель раковые клетки используют lncRNA TUG1 и белки DHX9 и RPA32. Этот механизм помогает им решать проблемы, возникающие при репликации ДНК.

Вывод: надежда и для других видов рака

Установлено, что ингибиторы TUG1 также эффективны при других видах рака, например раке поджелудочной железы и яичников. Поэтому новый кандидат на лекарственное средство TUG1-DDS может действовать и при других опухолях с экспрессией TUG1.

Работа предлагает потенциальную стратегию лечения агрессивных опухолей мозга и открывает новые перспективы в онкологии.