Изследователите са открили нов път за смърт на раковите клетки при химиотерапия

Химиотерапията унищожава раковите клетки. Но начинът, по който тези клетки умират, изглежда е различен от това, което се е разбирало досега. Изследователи от Холандския институт по рака, ръководени от Тийн Брумелкамп, са открили напълно нов начин, по който раковите клетки умират: чрез гена Schlafen11.

„Това е много неочаквано откритие. Пациенти с рак са лекувани с химиотерапия в продължение на почти век, но този път до клетъчна смърт никога не е бил наблюдаван преди. Къде и кога това се случва при пациентите трябва да бъде допълнително проучено. Това откритие може в крайна сметка да има значение за лечението на пациенти с рак.“ Те публикуваха своите открития в списание Science.

Много лечения на рак увреждат ДНК-то на клетките. След твърде големи необратими увреждания, клетките могат да инициират собствената си смърт. Училищната биология ни учи, че протеин, наречен p53, поема контрола над този процес. p53 гарантира, че увредената ДНК се поправя, но инициира клетъчното самоубийство, когато увреждането стане твърде тежко. Това предотвратява неконтролируемото делене на клетките и образуването на рак.

Изненада: Въпрос без отговор

Звучи като безпогрешна система, но реалността е по-сложна. „В повече от половината тумори p53 вече не функционира“, казва Брумелкамп. „Основният фактор там, p53, не играе никаква роля. Така че защо раковите клетки без p53 все още умират, когато увредите ДНК-то им с химиотерапия или лъчетерапия? За моя изненада, това беше въпрос без отговор.“

След това неговата изследователска група, заедно с групата на колегата си Ревуена Агами, откри неизвестен досега начин, по който клетките умират след увреждане на ДНК. В лабораторията те инжектираха химиотерапия в клетки, в които внимателно бяха модифицирали ДНК. Брумелкамп казва: „Търсехме генетична промяна, която би позволила на клетките да преживеят химиотерапията. Нашата група има богат опит в селективното деактивиране на гени, което бихме могли да използваме пълноценно тук.“

Нов основен играч в клетъчната смърт Чрез изключване на гени, изследователският екип откри нов път към клетъчна смърт, воден от гена Schlafen11 (SLFN11). Главният изследовател Николас Буун каза: „Когато ДНК е увредена, SLFN11 изключва протеиновите фабрики на клетките: рибозомите. Това оказва огромен стрес върху тези клетки, което води до тяхната смърт. Новият път, който открихме, заобикаля изцяло p53.“

Генът SLFN11 не е нов за изследванията на рака. Той често е неактивен в тумори от пациенти, които не реагират на химиотерапия, казва Брумелкамп. „Вече можем да обясним тази връзка. Когато клетките нямат SLFN11, те не умират по този начин в отговор на увреждане на ДНК. Клетките ще оцелеят и ракът ще продължи.“

Въздействие върху лечението на рак

„Това откритие отваря много нови изследователски въпроси, което е типично за фундаменталните изследвания“, казва Брумелкамп.

„Демонстрирахме откритието си в ракови клетки, отглеждани в лаборатория, но остават много важни въпроси: Къде и кога се осъществява този път при пациентите? Как влияе на имунотерапията или химиотерапията? Влияе ли на страничните ефекти от лечението на рака? Ако тази форма на клетъчна смърт се окаже значима и при пациентите, това откритие ще има значение за лечението на рака. Това са важни въпроси, които трябва да бъдат проучени по-нататък.“

Изключване на гени, един по един. Хората имат хиляди гени, много от които имат функции, които са ни неясни. За да определи ролите на нашите гени, изследователят Брумелкамп разработи метод, използващ хаплоидни клетки. Тези клетки съдържат само едно копие на всеки ген, за разлика от нормалните клетки в телата ни, които съдържат две копия. Работата с две копия може да бъде трудна при генетични експерименти, тъй като промените (мутации) често се случват само в едно от тях. Това затруднява наблюдението на ефектите от тези мутации.

Заедно с други изследователи, Брумелкамп е прекарал години в разкриване на процеси, които са критични за заболяванията, използвайки този универсален метод. Например, неговата група наскоро откри, че клетките могат да произвеждат липиди по различен начин от познатия досега.

Те са разкрили как някои вируси, включително смъртоносният вирус Ебола, успяват да проникнат в човешките клетки. Те са проучили резистентността на раковите клетки към определени терапии и са идентифицирали протеини, които действат като спирачки на имунната система, което има значение за имунотерапията на рака.

През последните години екипът му е открил два ензима, които са останали неизвестни в продължение на четири десетилетия и са се оказали жизненоважни за мускулната функция и развитието на мозъка.