Рак - друга по значущості причина смерті в Швейцарії. Серед різних видів раку, один із найнебезпечніших —
«Темна матерія» геному — що це?
Як нові мішені вони використовували маловивчений клас генів — довгу некодуючу РНК (рибонуклеїновими кислотами) або днРНК.
днРНК (англ.long non-coding RNAs, lncRNA) - некодуючі РНК, чия довжина, як правило, становить більше 200 нуклеотидів, і розташовані в ядрі або в цитоплазмі. Точна кількість lncRNAs у клітинах людини невідома досі. Вважається, що в геномі людини присутні близько 15 000 днРНК.
Довгі некодуючі РНК існуютьв достатку в так званої «темної матерії» геному. Тієї частини ДНК, яка не кодує білок і становить його переважна більшість. Геном містить близько 20000 «класичних» генів, що кодують білки. Але це число мізерно мало на тлі 100 000 днРНК. Біологічні функції 99% днРНК невідомі.
Фото та зображення на обкладинці: studioworkstock
Як випливає з їх назви «довгінекодуючі РНК», на відміну від матричних РНК (мРНК), днРНК не кодують плани побудови білків. Як і в випадку з мРНК, інструкції з побудови днРНК містяться в клітинній ДНК.
Підготовка до експерименту
Щоб вивчити роль днРНК в НМРЛ,дослідники вивчили загальнодоступні набори даних. В результаті вчені склали більш ніж 800 днРНК, важливість яких для клітин раку біологи і хотіли перевірити. Для цього вони розробили спеціальну систему скринінгу, яка запобігає виробленню вибраних днРНК шляхом видалення частини інструкцій з їхньої будови в самій ДНК.
Вчені вже застосували систему скринінгудо двох клітинних ліній НМРЛ, отриманих від пацієнтів. А потім - подивилися, як інгібування вибраних днРНК впливає на відмінні ознаки ракових клітин. Вони включають поведінку, яка сприяє прогресуванню захворювання: проліферація, утворення метастазів і резистентність до терапії.
У підсумку, з 800 досліджених кандидатівбіологи склали список з усього 80 днРНК з високим ступенем достовірності, які важливі для НМРЛ. Далі, з цих 80 вчені вибрали всього кілька для подальших експериментів.
Як проходило дослідження?
Для подальших експериментів біологивикористовували підхід, який не працює на рівні ДНК, а націлений саме на днРНК після їх утворення. З цією метою вчені використовували малі хімічно синтезовані РНК - антисмислові олігонуклеотиди (АСО). Вони зв'язуються з днРНК, на які націлені, і призводять до деградації. Слід зазначити, що кілька АСО вже схвалені для лікування захворювань людини, але поки ні одного для лікування раку.
Мікроскопічні зображення тривимірних сфероїдів раку легені, трансфікованих зеленими флуоресцентно-міченими АСО.
Надано: UniBE/NCCR
Антисмислові олігонуклеотиди - цеодноланцюгові хімічно модифіковані фрагменти ДНК, «метою» яких є пре-мРНК, короткі фрагменти генетичної інформації, які потім виступають як «інструкція» для рибосоми, що збирає по них білки. Залежно від цього, як працює конкретний антисмисловий олигонуклеотид, мРНК у результаті або руйнується, або інакше проходить сплайсинг — процес, у якому ті чи інші екзони (кодуючі ділянки) або входять у підсумкову мРНК, або виключаються з неї.
Що показав експеримент?
Наступні експерименти показали, що длябільшості відібраних днРНК їх руйнування за допомогою АСО інгібує розподіл ракових клітин в клітинній культурі. Важливо відзначити, що таке лікування практично не вплинуло на незлоякісні клітини легень, яким не повинно бути завдано шкоди при лікуванні раку. У 3D-моделі НМРЛ, яка більше нагадувала пухлину, ніж клітинну культуру, інгібування однієї днРНК за допомогою АСО зменшувало зростання пухлини більш ніж наполовину.
Фото: onlyyouqj
Як відзначають автори дослідження, вони були «приємно здивовані, побачивши, наскільки добре антисмислові олігонуклеотиди стримують зростання пухлини в різних моделях».
Що далі?
Дослідники продовжують дослідженнядоклінічних моделей раку і розглядають можливість співпраці з існуючими компаніями або створення стартапу для розробки препарату для лікування пацієнтів.
Щодо інших видів раку, вчені заявили.їхній підхід повинен легко адаптуватися для виявлення нових потенційних методів лікування інших типів раку. Наступна мета – колоректальний рак. Він — третій за частотою появи злоякісних новоутворень у світі Щорічно у всьому світі від колоректального раку помирає близько 880 000 людей. У всьому світі щорічно діагностують близько 1,8 млн. нових випадків цього захворювання. Це важлива мета.
Читати далі:
Невідомий вид крилатих комах «ховався» у бурштині понад 35 млн років
Витік газу з «Північного потоку» показали з космосу
Подивіться, як Юпітер і Місяць зблизилися у нічному небі