Изследователи са открили нов начин раковите клетки да умират по време на химиотерапия

Химиотерапията унищожава раковите клетки. Но начинът, по който тези клетки умират, изглежда е различен от предишните разбирания. Изследователи от Холандския институт по рака, ръководени от Thein Brummelkamp, откриха напълно нов начин за смърт на раковите клетки: благодарение на гена Schlafen11.

„Това е много неочаквано откритие. Пациенти с рак са били лекувани с химиотерапия в продължение на почти век, но този път към клетъчна смърт никога не е бил наблюдаван преди. И кога това се случва при пациенти, трябва да се проучи допълнително. Това откритие може в крайна сметка да има последици за лечението на пациенти с рак." Те публикуваха резултатите си в Science.

Много лечения на рак увреждат ДНК на клетките. След твърде много необратими увреждания, клетките могат да започнат собствената си смърт. Училищната биология ни учи, че протеинът p53 поема контрола върху този процес. P53 медиира възстановяването на увредена ДНК, но инициира клетъчно самоубийство, когато увреждането стане твърде тежко. Това предотвратява неконтролираното делене на клетките и образуването на рак.

Изненада: Въпрос без отговор

Това звучи като надеждна система, но реалността е по-сложна. „При повече от половината тумори p53 вече не функционира“, казва Brummelkamp. "Основният играч p53 не играе никаква роля там. Така че защо раковите клетки без p53 все още умират, когато увредите тяхната ДНК с химиотерапия или радиация? За моя изненада, това се оказа въпрос без отговор."

След това неговият изследователски екип откри, заедно с групата на колегата Ревуен Агами, неизвестен досега начин, по който клетките умират след увреждане на ДНК. В лабораторията те инжектирали химиотерапия в клетки, в които внимателно модифицирали ДНК. Brummelkamp казва: „Търсихме генетична промяна, която да позволи на клетките да оцелеят при химиотерапия. Нашата група има много опит в селективното изключване на гени, което бихме могли напълно да приложим тук.“

Нов основен играч в клетъчната смърт Чрез премахването на гените, изследователският екип откри нов път към клетъчната смърт, воден от гена Schlafen11 (SLFN11). Главният изследовател Никълъс Буун каза: "Когато ДНК е повредена, SLFN11 изключва протеиновите фабрики на клетките: рибозомите. Това причинява огромен стрес в тези клетки, което води до тяхната смърт. Новият път, който открихме, заобикаля p53 напълно."

Генът SLFN11 не е нов за изследването на рака. Често е неактивен при тумори от пациенти, които не реагират на химиотерапия, казва Брумелкамп. „Можем да обясним тази връзка сега. 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 обикновено се случва при фундаменталните изследвания“, казва Брумелкамп.

"Демонстрирахме нашето откритие в ракови клетки, отгледани в лабораторията, но остават много важни въпроси: Къде и кога се появява този път при пациенти? Как това влияе на имунотерапията или химиотерапията? Влияе ли на страничните ефекти от лечението на рак? Ако тази форма на клетъчна смърт също ще бъде значима за пациентите, това откритие ще има значение за лечението на рак. Това са важни въпроси за по-нататъшно проучване.“

Изключване на гените един по един. Хората имат хиляди гени, много от които имат функции, които не разбираме. За да определи ролите на нашите гени, изследователят Brummelkamp 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. Боравенето с две копия може да бъде трудно при генетични експерименти, тъй като промени (мутации) често се случват само в едно от тях. Това затруднява наблюдаването на ефектите от тези мутации.

Заедно с други изследователи, Brummelkamp е прекарал много години в разкриване на процесите, които са от решаващо значение за заболяването, използвайки този многостранен метод. Например, неговата група наскоро откри, че клетките могат да произвеждат липиди по начин, различен от познатия досега.

Те са разкрили как някои вируси, включително смъртоносният вирус Ебола, успяват да навлязат в човешки клетки. Те се задълбочиха в резистентността на раковите клетки към определени терапии и идентифицираха протеини, които действат като спирачки на имунната система, което има отражение върху имунотерапията на рака.

През последните години неговият екип откри два ензима, които останаха неизвестни в продължение на четири десетилетия и се оказаха жизненоважни за мускулната функция и развитието на мозъка.