Превращение раковых клеток в мышечные: технология CRISPR выходит на сцену

У каждого успешного лекарства есть история открытия, а подобные исследования — почва, на которой рождаются новые препараты. Рабдомиосаркома (RMS) — разрушительная и агрессивная детская опухоль, напоминающая мышечные клетки ребенка. Профессор Christopher Vakoc и его команда из лаборатории Cold Spring Harbor ищут способ превратить раковые клетки в мышечные. Это может стать началом открытия, способного изменить лечение рака.

Раньше — раковая клетка, теперь — мышечная

Команда Christopher Vakoc и Martyna Sroka обнаружила способ превращения клеток RMS в мышечные. В ходе перехода клетки приобретают типичные мышечные свойства и функции. Это происходит при уменьшении содержания белка NF-Y. При его недостатке рак перестает размножаться и начинает приобретать характеристики мышц.

Новый подход: дифференцировочная терапия

Этот метод называется дифференцировочной терапией. Ранее было неизвестно, сработает ли он при RMS, но исследования лаборатории Vakoc сделали эту возможность реальной. Для поиска генов, способных превратить клетки RMS в мышечные, команда разработала новую технологию генетического скрининга с CRISPR. При этом обнаружена ключевая роль белка NF-Y.

Генетическое нацеливание с CRISPR: революционный метод лечения рака

В последние годы технология CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) произвела революцию в редактировании генов. Она позволяет направленно воздействовать на определенные гены ДНК и изменять их, открывая новые возможности лечения. В недавнем исследовании рабдомиосаркомы генетическое нацеливание на основе CRISPR показало, что недостаток NF-Y может обеспечивать превращение раковых клеток в нормальные мышечные.

Техника CRISPR в исследовании

1. Выявление генов: сначала ученые проводят генетический скрининг, чтобы определить потенциальные гены, позволяющие клеткам RMS превращаться в нормальные мышечные клетки. В этом исследовании установлена ключевая роль NF-Y.
2. Редактирование генов: система CRISPR-Cas9 позволяет нацеливаться на определенный ген (здесь — комплекс генов NF-Y) и редактировать его. Она распознает ген-мишень с помощью молекул РНК и разрезает ДНК ферментом Cas9.
3. Инактивация гена: фермент Cas9 разрезает ген NF-Y, вызывая потерю его функции и запуская дифференцировку клеток.

Выше показано превращение клеток RMS в здоровые мышечные клетки. При уменьшении NF-Y рак перестает размножаться и начинает приобретать типичные свойства и функции мышц. Микроскопические изображения в нижнем ряду показывают реальные клетки до и после перехода.

Применение

В исследовании CRISPR использовали для направленной инактивации комплекса генов NF-Y. Она лишает функции слитный белок PAX3-FOXO1, останавливающий миогенную дифференцировку клеток RMS, то есть превращение в мышечные клетки. В результате клетки начинают становиться нормальными мышечными: бесконтрольное размножение прекращается, а нормальные клеточные функции восстанавливаются.

Новая связь NF-Y и RMS

Открытие может запустить цепную реакцию, которая приблизит дифференцировочную терапию к пациентам. Технология может подходить и для других видов рака: возможно, однажды ученые научатся превращать другие опухоли в здоровые клетки.

Лечение будущего: более доступная дифференцировочная терапия

Vakoc подчеркивает потенциал технологии для исследования любого рака и поиска способа его дифференцировки. Это может стать важнейшим шагом к доступности дифференцировочной терапии.

Поддержка и надежда: семьи и лаборатория Vakoc

Онкологические открытия лаборатории Cold Spring Harbor поддерживаются местными семьями, потерявшими близких из-за этих опухолей. Vakoc говорит: «Испытывая некоторое отчаяние, они объединились, чтобы попытаться найти новую стратегию лечения, и профинансировали нас». Теперь эти семьи и лаборатория Vakoc могут стать героями научного прорыва, способного спасать детские жизни и коренным образом менять лечение рака.