Genomets "mørke stof" skjulte kræftbehandling: hvad forskerne fandt der

Kræft er den næststørste dødsårsag i Schweiz. Blandt de forskellige former for kræft er en af ​​de farligste

ikke-småcellet lungekræft (NSCLC).Det dræber de fleste patienter og er stort set uhelbredelig. Desværre kan selv nyligt godkendte behandlinger kun forlænge patienternes liv med nogle få måneder. Kun få overlever på længere sigt, når metastaser opstår. Derfor leder forskerne aktivt efter nye behandlingsmetoder.

"Mørkt stof" af genomet - hvad er det?

Som nye mål brugte de en lidet undersøgt klasse af gener - langt ikke-kodende RNA (ribonukleinsyrer) eller lncRNA.

lncRNAlange ikke-kodende RNA'er, lncRNA'er) er ikke-kodende RNA'er, hvis længde normalt er mere end 200 nukleotider og er placeret i kernen eller cytoplasmaet. Det nøjagtige antal lncRNA'er i humane celler er stadig ukendt. Det menes, at der er omkring 15.000 lncRNA'er i det menneskelige genom. 

Der findes lange ikke-kodende RNA'eri rigeligt i det såkaldte "mørke stof" i genomet. Den del af DNA'et, der ikke koder for protein og udgør langt størstedelen af ​​det. Genomet indeholder omkring 20.000 "klassiske" proteinkodende gener. Men dette tal er ubetydeligt på baggrund af 100.000 lncRNA'er. De biologiske funktioner af 99% af lncRNA'er er ukendte.

Forsidefoto og billede: studioworkstock

Som deres navn antyder, "langikke-kodende RNA'er, i modsætning til messenger-RNA'er (mRNA'er), koder lncRNA'er ikke for planer for opbygning af proteiner. Som det er tilfældet med mRNA, er instruktioner til opbygning af lncRNA indeholdt i cellulært DNA.

Forberedelse til forsøget

For at studere rollen af ​​lncRNA'er i NSCLC,Forskerne undersøgte offentligt tilgængelige datasæt. Som et resultat kompilerede forskere mere end 800 lncRNA'er, hvis betydning for kræftceller biologer ønskede at teste. For at gøre dette udviklede de et særligt screeningssystem, der forhindrer produktionen af ​​udvalgte lncRNA'er ved at fjerne en del af instruktionerne for deres struktur i selve DNA'et.

Forskere har allerede brugt et screeningssystemtil to NSCLC-cellelinjer opnået fra patienter. Og så så vi på, hvordan hæmning af udvalgte lncRNA'er påvirker kræftcellernes karakteristiske træk. Disse omfatter adfærd, der bidrager til sygdomsprogression: spredning, metastaser og modstand mod terapi.

Som et resultat studerede ud af 800 kandidaterBiologer har udarbejdet en liste over i alt 80 højsikkerheds-lncRNA'er, der er vigtige for NSCLC. Ud af disse 80 udvalgte videnskabsmænd desuden kun nogle få til efterfølgende eksperimenter.

Hvordan forløb undersøgelsen?

For efterfølgende forsøg, biologerbrugt en tilgang, der ikke virker på DNA-niveau, men er rettet specifikt mod lncRNA'er efter deres dannelse. Til dette formål brugte forskerne små kemisk syntetiserede RNA'er - antisense oligonukleotider (ASO). De binder sig til de lncRNA'er, de målretter mod, og fører til deres nedbrydning. Det skal bemærkes, at flere ASO'er allerede er godkendt til behandling af menneskelige sygdomme, men ingen endnu til behandling af cancer.

Mikroskopiske billeder af 3D-lungekræftsfæroider transficeret med grønne fluorescerende mærkede ASO'er. 
Kredit: UniBE/NCCR

Antisense oligonukleotider erenkeltstrengede kemisk modificerede DNA-fragmenter, hvis "mål" er præ-mRNA, korte stykker genetisk information, som derefter fungerer som "instruktioner" for ribosomet, som samler proteiner på dem. Afhængigt af hvordan et bestemt antisense-oligonukleotid virker, bliver mRNA'et til sidst enten ødelagt eller på anden måde splejset, en proces hvor visse exoner (kodende regioner) enten inkluderes i det endelige mRNA eller udelukkes fra det.

Hvad viste eksperimentet?

Efterfølgende forsøg viste, at foraf de fleste udvalgte lncRNA'er hæmmer deres ødelæggelse ved hjælp af ASO delingen af ​​kræftceller i cellekultur. Det er vigtigt, at den samme behandling havde ringe eller ingen effekt på ikke-cancerøse lungeceller, som ikke burde tage skade af kræftbehandling. I en 3D-model af NSCLC, der lignede en tumor mere end en cellekultur, reducerede inhibering af et lncRNA med ASO tumorvæksten med mere end halvdelen.

Foto: onlyyouqj

Som undersøgelsesforfatterne bemærker, var de "behageligt overrasket over at se, hvor godt antisense-oligonukleotider hæmmede tumorvækst i en række forskellige modeller."

Hvad er næste?

Forskere fortsætter forskningenprækliniske kræftmodeller og overvejer at samarbejde med eksisterende virksomheder eller oprette en startup, der skal udvikle et lægemiddel til behandling af patienter.

Hvad angår andre typer kræft, sagde videnskabsmænd -deres tilgang bør let kunne tilpasses til at identificere nye potentielle behandlinger for andre typer kræft. Det næste mål er kolorektal cancer. Det er den tredje mest almindelige ondartede tumor i verden Hvert år dør omkring 880.000 mennesker af tyktarmskræft på verdensplan. Rundt om i verden diagnosticeres omkring 1,8 millioner nye tilfælde af denne sygdom hvert år. Dette er et vigtigt mål.

Læs mere:

En ukendt art af bevinget insekt "gemt" i rav i mere end 35 millioner år

Gaslækage fra Nord Stream blev vist fra rummet

Se, hvordan Jupiter og Månen nærmede sig på nattehimlen