Застосування системи геномного редагування CRISPR/Cas9 для швидкого моделювання канцерогенезу

Канцерогенез – багатостадійний процес. В загальних рисах його поділяють на ініціацію, промоцію та прогресію. Кожний з етапів характеризується набуттям специфічних мутацій в генах, що відіграють ключову роль в розвитку пухлин, головно – прото-онкогенах та генах-супресорах пухлинного росту. Дослідження індивідуального внеску кожного з таких генів у «спільній справі», результатом якої є злоякісне новоутворення, є вкрай проблемним. На сьогодні існують дуже ефективні методи секвенування геному, настільки чутливі, що дозволяють визначати якісну та кількісну структуру генів окремої клітини. Такі методи активно застосовуються для дослідження гетерогенності популяції пухлинних клітин і є інформативними для вивчення пізніх стадій канцерогенезу. Проте, вони дають лише підсумкову картинку і не дозволяють прослідкувати історію мутацій і роль кожної з них на ранніх етапах неопластичної трансформації.

В наші дні з’явилася безпрецедентна можливість слідкувати за онкогенними мутаціями в режимі реального часу за допомогою…

Читати далі

Агенти впливу пухлини: злоякісні екзосоми

Дедалі більшої уваги набуває відносно нещодавно описаний феномен  дистанційної взаємодії пухлини зі здоровими тканинами організму через секрецію екзосом. Деякі злоякісні клітини здатні до виділення у міжклітинний простір та тілесні рідини наноскопічні везикули – кулясті мішечкі, оточені плазматичною мембраною, які можуть містити різноманітні активні речовини, здатні впливати на фізіологічні процеси, що проходять всередині нормальних клітин. Вчені припускають, що таким чином трансформовані клітини можуть впливати на оточуючі тканини і програмувати їхню діяльність на підтримання пухлини. Зокрема у 2012 році вчені Університету Штату Огайо продемонстрували здатність пухлин пригнічувати імунну відповідь за допомогою екзосом, що містили мікроРНК. А нещодавнє дослідження вчених Техаського Університету виявило взагалі неймовірні речі: біогенез мікроРНК може автономно проходити у везикулах, а потрапляння їх вмісту в нормальні епітеліальні клітини може призводити до їхнього неопластичного переродження. Фактично, отримано ще один доказ того, що «рак» може передаватися від клітини до клітини.

Читати далі

Вчені вдарили по слабкому місцю пухлини: індукція оксидативного стресу в клітинах раку легень

Клітини раку є сенсибілізованими до оксидативного стресу через певні особливості метаболізму, і якщо їх трошечки підштовхнути в бік продукції реактивних форм кисню – вони приречені на смерть, чи бодай зупинку проліферації. Таку тезу демонструє нам дослідження американських вчених UT Southwestern Medical Center, яким вдалося спинити розмноження клітин раку легенів застосувавши звичайний антидіабетичний препарат. Але за таким здавалось би простим підходом стоять роки кропіткої наукової роботи і сучасна методологічна база, що знадобилися для розкриття молекулярного механізму дії цього препарату.

Загальна схема експерименту та основні отримані результати. Деталі у тексті, посилання наприкінці.

Читати далі

Концепція синтетичної летальності та її застосування в боротьбі із пухлинами

Два гени вважаються синтетично летальними в тому разі, якщо дезактивація одного з них не спричинює шкоди клітині, в той час як відсутність активності обох генів призводить до загибелі клітини. Вперше такі гени були відкриті в ході досліджень ферментів репарації ДНК Saccharomyces cerevisiae, тоді виявилося що майже 80 % генів дріжджів є синтетично летальними і мають до 10-ти летальних партнерів. В контексті злоякісної пухлини, поява мутації в гені-супресорі пухлинного росту веде до порушення рівноваги сигнальних каскадів і зміщення її в бік гена-партнера. Таким чином виникає надмірне навантаження на білковий продукт гена-партнера, що робить його більш сприйнятливим до дії селективних інгібіторів. Націлюючи терапевтичний препарат на білок-партнер, можна досягнути елімінації клітин раку, при цьому не завдаючи шкоди здоровим клітинам, оскільки останні не мають онкогенних мутацій і, відповідно, білок-партнер у них не сенсибілізований. Той факт, що інгібітор білку-партнеру не впливає на нормальні клітини, теоретично дає можливість  багаторазово підвищити терапевтичну дозу в зв’язку із кращою переносимістю препарату. Загалом, такий підхід повинен відчутно покращити підсумковий результат терапії.

Читати далі

Протеїнкіназа С зета задіяна у регуляції метаболізму глюкози в пухлинній клітині

Залежність життєздатності неопластичної клітини від наявності глюкози в середовищі є давно встановленим фактом. Темпи поглинання глюкози пухлиною на порядок (в 10 – 15 разів) перевищують такі в здорових тканинах головним чином через високу експресію мембранних транспортерів глюкози (GLUT1) та надміру швидку утилізацію цього моносахариду. 90 % АТФ трансформованої клітини виробляється у ході процесу гліколізу – це зумовлено переважно анаеробними умовами, в яких знаходяться пухлини, та відповідним перепрограмуванням їхнього метаболізму. Ще у 1930-х роках Отто фон Варбург спостерігав феномен, який пізніше був названий його ім’ям – злоякісні клітини не підкоряються ефекту Пастера: у разі перенесення з анаеробних умов в аеробні утилізація глюкози та продукція лактату в ракових клітинах не зменшуються. Попри можливість переходу на більш ефективний шлях отримання АТФ – окисне фосфорилювання – такого переходу не відбувається: пухлина продовжує сильно залежати від надходження глюкози. Цю особливість спочатку почали використовувати для діагностики злоякісних новоутворень (позитронно-емісійна томографія), а сьогодні намагаються застосувати для спрямованої протипухлинної терапії.

Читати далі

р53 задіяний в індукції клітинного старіння у відповідь на зниження концентрації NADPH в клітині: нові мішені протиракової терапії

Нещодавне дослідження Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania виявило взаємозвязок між протеїном-супресором пухлинного росту p53 та регуляцією метаболізму в клітині. Отримані результати дозволять пролити світло на вплив змін в обміні речовин на клітинне старіння (senescence).

Читати далі

Нарешті стало відомо як працює Chd5 – найпотужніший супресор пухлинного росту

pic

Група дослідників Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) описала молекулярний механізм дії найпотужнішого з нині відомих генів супресів пухлинного росту – Chromodomain Helicase DNA binding protein 5 (Chd5). Протягом досить тривалого часу активність Chd5 в нормальній клітині та його інактивація в злоякісних клітинах залишалися загадкою для молекулярних біологів. Розуміння ролі згаданого пухлинного супресора має в майбутньому призвести до створення нових типів протиракових препаратів.

Читати далі