Rak jest drugą najczęstszą przyczyną zgonów w Szwajcarii. Wśród różnych rodzajów nowotworów jednym z najniebezpieczniejszych jest
„Ciemna materia” genomu – co to jest?
Jako nowe cele wykorzystali słabo zbadaną klasę genów – długi niekodujący RNA (kwasy rybonukleinowe) lub lncRNA.
lncRNAdługie niekodujące RNA, lncRNA) to niekodujące RNA, których długość zwykle przekracza 200 nukleotydów i są zlokalizowane w jądrze lub cytoplazmie. Dokładna liczba lncRNA w komórkach ludzkich jest nadal nieznana. Uważa się, że w ludzkim genomie znajduje się około 15 000 lncRNA.
Istnieją długie niekodujące RNAw obficie w tzw. „ciemnej materii” genomu. Ta część DNA, która nie koduje białka i stanowi jego zdecydowaną większość. Genom zawiera około 20 000 „klasycznych” genów kodujących białka. Ale liczba ta jest znikoma na tle 100 000 lncRNA. Funkcje biologiczne 99% lncRNA są nieznane.
Zdjęcie na okładkę i obraz: studioworkstock
Jak sama nazwa wskazuje, „długie”.niekodujące RNA, w przeciwieństwie do informacyjnych RNA (mRNA), lncRNA nie kodują planów budowy białek. Podobnie jak w przypadku mRNA, instrukcje budowy lncRNA zawarte są w komórkowym DNA.
Przygotowanie do eksperymentu
Aby zbadać rolę lncRNA w NSCLC,Naukowcy zbadali publicznie dostępne zbiory danych. W rezultacie naukowcy zebrali ponad 800 lncRNA, których znaczenie dla komórek nowotworowych chcieli zbadać biolodzy. W tym celu opracowali specjalny system przesiewowy, który zapobiega wytwarzaniu wybranych lncRNA poprzez usunięcie części instrukcji dotyczących ich struktury z samego DNA.
Naukowcy zastosowali już system przesiewowydo dwóch linii komórkowych NSCLC uzyskanych od pacjentów. Następnie przyjrzeliśmy się, jak hamowanie wybranych lncRNA wpływa na charakterystyczne cechy komórek nowotworowych. Należą do nich zachowania, które przyczyniają się do postępu choroby: proliferacja, przerzuty i oporność na terapię.
W rezultacie studiowało spośród 800 kandydatówbiolodzy sporządzili listę łącznie 80 lncRNA o wysokim stopniu pewności, które są ważne w przypadku NSCLC. Co więcej, z tych 80 naukowcy wybrali tylko kilka do kolejnych eksperymentów.
Jak przebiegały badania?
Do kolejnych eksperymentów biolodzyzastosowali podejście, które nie działa na poziomie DNA, ale jest ukierunkowane szczególnie na lncRNA po ich utworzeniu. W tym celu naukowcy wykorzystali małe, syntetyzowane chemicznie RNA – oligonukleotydy antysensowne (ASO). Wiążą się z lncRNA, na które są ukierunkowane, i prowadzą do ich degradacji. Należy zauważyć, że kilka ASO zostało już zatwierdzonych do leczenia chorób ludzkich, ale żaden nie został jeszcze zatwierdzony do leczenia raka.
Mikroskopowe obrazy 3D sferoid raka płuc transfekowanych zielonymi fluorescencyjnie znakowanymi ASO.
Źródło: UniBE/NCCR
Antysensowne oligonukleotydy sąjednoniciowe, chemicznie zmodyfikowane fragmenty DNA, których „celem” jest pre-mRNA, krótkie fragmenty informacji genetycznej, które następnie działają jako „instrukcje” dla rybosomu, który składa na nich białka. W zależności od tego, jak działa konkretny antysensowny oligonukleotyd, mRNA jest ostatecznie albo niszczony, albo w inny sposób składany, w procesie, w którym pewne eksony (regiony kodujące) są albo włączone do końcowego mRNA, albo z niego wyłączone.
Co pokazał eksperyment?
Kolejne eksperymenty wykazały, że dlawiększości wyselekcjonowanych lncRNA, ich zniszczenie za pomocą ASO hamuje podział komórek nowotworowych w hodowli komórkowej. Co ważne, to samo leczenie miało niewielki wpływ lub nie miało żadnego wpływu na nienowotworowe komórki płuc, które nie powinny zostać uszkodzone przez leczenie przeciwnowotworowe. W trójwymiarowym modelu NSCLC, który bardziej przypominał guz niż hodowlę komórkową, hamowanie jednego lncRNA za pomocą ASO zmniejszyło wzrost guza o ponad połowę.
Zdjęcie: onlyyouqj
Jak zauważają autorzy badania, byli „mile zaskoczeni, widząc, jak dobrze antysensowne oligonukleotydy hamują wzrost nowotworu w różnych modelach”.
Co dalej?
Naukowcy kontynuują badaniaprzedklinicznych modeli nowotworów i rozważają współpracę z istniejącymi firmami lub utworzenie startupu w celu opracowania leku do leczenia pacjentów.
Jeśli chodzi o inne rodzaje nowotworów, naukowcy stwierdzili:ich podejście powinno być łatwe do dostosowania w celu identyfikacji nowych potencjalnych metod leczenia innych typów nowotworów. Następnym celem jest rak jelita grubego. Jest to trzeci pod względem częstości występowania nowotwór złośliwy na świecie.Co roku na świecie na raka jelita grubego umiera około 880 000 osób. Co roku na całym świecie diagnozuje się około 1,8 miliona nowych przypadków tej choroby. To ważny cel.
Czytaj więcej:
Nieznany gatunek skrzydlatego owada „ukryty” w bursztynie od ponad 35 milionów lat
Wyciek gazu z Nord Stream został pokazany z kosmosu
Zobacz, jak Jowisz i Księżyc zbliżyli się na nocnym niebie