Krebs ist die zweithäufigste Todesursache in der Schweiz. Unter den verschiedenen Krebsarten ist eine der gefährlichsten
„Dunkle Materie“ des Genoms – was ist das?
Sie nutzten eine wenig erforschte Klasse von Genen – lange nichtkodierende RNA (Ribonukleinsäuren) oder lncRNA – als neue Ziele.
lncRNAlange nichtkodierende RNAs, lncRNAs) sind nichtkodierende RNAs, deren Länge meist mehr als 200 Nukleotide beträgt und die sich im Zellkern oder Zytoplasma befinden. Die genaue Anzahl der lncRNAs in menschlichen Zellen ist noch unbekannt. Es wird angenommen, dass es im menschlichen Genom etwa 15.000 lncRNAs gibt.
Es gibt lange nichtkodierende RNAsin reichlich in der sogenannten „dunklen Materie“ des Genoms. Der Teil der DNA, der nicht für Proteine kodiert und den größten Teil davon ausmacht. Das Genom enthält etwa 20.000 „klassische“ proteinkodierende Gene. Vor dem Hintergrund von 100.000 lncRNAs ist diese Zahl jedoch vernachlässigbar. Die biologischen Funktionen von 99 % der lncRNAs sind unbekannt.
Titelfoto und -bild: studioworkstock
Wie der Name schon sagt: „langNicht-kodierende RNAs kodieren im Gegensatz zu Messenger-RNAs (mRNAs) keine Pläne für den Aufbau von Proteinen. Wie bei mRNA sind Anweisungen zum Aufbau von lncRNA in der zellulären DNA enthalten.
Vorbereitung auf das Experiment
Um die Rolle von lncRNAs bei NSCLC zu untersuchen,Die Forscher untersuchten öffentlich verfügbare Datensätze. Als Ergebnis stellten Wissenschaftler mehr als 800 lncRNAs zusammen, deren Bedeutung für Krebszellen Biologen testen wollten. Dazu entwickelten sie ein spezielles Screening-System, das die Produktion ausgewählter lncRNAs verhindert, indem es einen Teil der Anweisungen für deren Struktur in der DNA selbst entfernt.
Wissenschaftler haben bereits ein Screening-System eingesetztzu zwei NSCLC-Zelllinien, die von Patienten gewonnen wurden. Und dann haben wir untersucht, wie sich die Hemmung ausgewählter lncRNAs auf die Besonderheiten von Krebszellen auswirkt. Dazu gehören Verhaltensweisen, die zum Fortschreiten der Krankheit beitragen: Proliferation, Metastasierung und Therapieresistenz.
Infolgedessen wurden von 800 Kandidaten untersuchtBiologen haben eine Liste mit insgesamt 80 hochzuverlässigen lncRNAs zusammengestellt, die für NSCLC wichtig sind. Darüber hinaus wählten die Wissenschaftler von diesen 80 nur wenige für nachfolgende Experimente aus.
Wie ist die Recherche verlaufen?
Für nachfolgende Experimente Biologenverwendeten einen Ansatz, der nicht auf DNA-Ebene funktioniert, sondern gezielt auf lncRNAs nach ihrer Bildung abzielt. Zu diesem Zweck verwendeten Wissenschaftler kleine chemisch synthetisierte RNAs – Antisense-Oligonukleotide (ASO). Sie binden an die lncRNAs, auf die sie abzielen, und führen zu deren Abbau. Es ist zu beachten, dass bereits mehrere ASOs für die Behandlung menschlicher Krankheiten zugelassen sind, jedoch noch keine für die Behandlung von Krebs.
Mikroskopische Bilder von 3D-Lungenkrebs-Sphäroiden, die mit grün fluoreszierend markierten ASOs transfiziert wurden.
Bildnachweis: UniBE/NCCR
Antisense-Oligonukleotide sindeinzelsträngige, chemisch veränderte DNA-Fragmente, deren „Ziel“ die Prä-mRNA ist, kurze Erbinformationen, die dann als „Anweisungen“ für das Ribosom dienen, das darauf Proteine zusammensetzt. Abhängig davon, wie ein bestimmtes Antisense-Oligonukleotid funktioniert, wird die mRNA schließlich entweder zerstört oder auf andere Weise gespleißt, ein Prozess, bei dem bestimmte Exons (kodierende Regionen) entweder in die endgültige mRNA eingeschlossen oder davon ausgeschlossen werden.
Was hat das Experiment gezeigt?
Nachfolgende Experimente zeigten, dass zBei den meisten ausgewählten lncRNAs hemmt ihre Zerstörung mit Hilfe von ASO die Teilung von Krebszellen in Zellkulturen. Wichtig ist, dass die gleiche Behandlung nur geringe oder keine Auswirkungen auf nicht krebsartige Lungenzellen hatte, die durch die Krebsbehandlung nicht geschädigt werden sollten. In einem 3D-Modell von NSCLC, das eher einem Tumor als einer Zellkultur ähnelte, reduzierte die Hemmung einer lncRNA mit ASO das Tumorwachstum um mehr als die Hälfte.
Foto: onlyyouqj
Wie die Studienautoren anmerken, waren sie „angenehm überrascht, wie gut Antisense-Oligonukleotide das Tumorwachstum in verschiedenen Modellen hemmten“.
Was weiter?
Forscher forschen weiterSie arbeiten an präklinischen Krebsmodellen und erwägen eine Zusammenarbeit mit bestehenden Unternehmen oder die Gründung eines Start-ups zur Entwicklung eines Medikaments zur Behandlung von Patienten.
Was andere Krebsarten betrifft, sagten Wissenschaftler:Ihr Ansatz sollte leicht anpassbar sein, um neue potenzielle Behandlungen für andere Krebsarten zu identifizieren. Das nächste Ziel ist Darmkrebs. Es ist der dritthäufigste bösartige Tumor weltweit. Jedes Jahr sterben weltweit etwa 880.000 Menschen an Darmkrebs. Weltweit werden jährlich etwa 1,8 Millionen neue Fälle dieser Krankheit diagnostiziert. Das ist ein wichtiges Ziel.
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