Новости Центра медицинских исследований имени Джонса Хопкинса
Ликвидация дефицита молекул может стать основой терапии рака
В опухолях поджелудочной железы при включении мутированного гена бесследно исчезают некоторые вещества. Их определением занялись ученые ЦМИ Johns Hopkins. О результатах работы было доложено 15 декабря 2010 г. в Genes and Development (http://genesdev.cshlp.org).
По сравнению с нормальной тканью в клетках панкреатического рака существенно меньше содержание микроРНК – специфического кластера генетического материала. Когда содержание некоторых микроРНК, названных miR-143/145, приходило к норме, характерной для здоровой клетки, злокачественные клетки теряли способность формировать опухоль.
«Мы обнаружили, что определенные микроРНК чрезвычайно важны для онкогена, кодирующего рак поджелудочной железы. Надеемся, они смогут помочь нам в поиске нового способа лечения», – считает M.D., Ph.D. профессор Института генетики McKusick-Nathans, Медицинской Школы Университета Johns Hopkins, ранее работавший в Институте Howard Hughes доктор Josh Mendell.
«При восстановлении в раковой клетке уровня микроРНК утрачивается туморогенность. Мы полагаем, что поставка в клетку miR-143/145 способна дать значительный терапевтический эффект». Исследование было сосредоточено на KRAS, члене семьи RAS онкогенов, мутация которого отмечается почти во всех случаях часто встречаемой формы панкреатического рака.
Было исследовано множество образцов: клетки опухоли человека, выращенные в культуре тканей, а также в мышах и рыбке данио рерио (zebrafish). Во-первых, в линию опухолевых клеток, растущих в культуре тканей, были добавлены генные продукты, такие как мутированный KRAS и ингибитор мутированного KRAS, и измерена продукция микроРНК в ответ на эти действия. Затем аналогичные эксперименты были проведены на опухолевых клетках, взятых у человека. Наконец, исследовано действие активированного KRAS на ткань поджелудочной железы мышей и рыбки данио рерио. И каждый раз результат был один: активирование KRAS подавляло кластер микроРНК miR-143/145. Восстановление miR-143/145 до уровня, характерного для нормальных клеток, «чрезвычайно меняло поведение» клеток. Опухолевые клетки человека со сниженным уровнем микроРНК формировали у мышей опухоли в течение 30 дней. Если в опухолевых клетках, перевитых мышам, предварительно до нормальных показателей восстанавливался уровень микроРНК, то опухоль не формировалась. «Наши результаты демонстрировали, что репрессия miR-143/145 играет ключевую роль в программе опухолевой прогрессии при активизации мутированного KRAS», – говорит сотрудник лаборатории Менделя и соавтор публикации доктор Oliver Kent.
В процессе перерождения нормальной клетки в опухолевую происходит потеря микроРНК. При мутации гена KRAS, что характерно для части вариантов рака поджелудочной железы, утрачиваются клеточные miR-143/145, тормозящие туморогенез. «Не исключено, что некоторые микроРНК имеют достаточный противоопухолевый потенциал при многих других злокачественных опухолях, – считает доктор Mendell, лаборатория которого встраивала микроРНК в клетки подопытных животных. – У нас уже есть доказательство того, что miR-143/145 приводят к регрессии таких новообразований, как рак простаты или кишки. Для других новообразований возможны иные виды микроРНК».
МикроРНК – загадочные биты генетического материала и, несмотря на то, что чрезвычайно малы по длине (всего лишь 22 нуклеотида), весьма могущественны. Их исследуют менее десятилетия, и нет еще достаточного понимания их фундаментальной биологической роли. «Для того, чтобы выяснить роль микроРНК в патологии, мы должны четко представлять их функции в нормальной клетке», – считает доктор Mendell. Изучив микроРНК в контексте некоторых злокачественных новообразований, доктор Mendell считает, что их доставка в клетку является основной проблемой терапии, основанной на использовании нуклеиновых кислот. «У нас важная задача – разработать способы доставки микроРНК в различные ткани. Я оптимист и надеюсь, что рак печени и поджелудочной железы можно будет успешно лечить с помощью микроРНК».
Авторы исследования: Joshua Mendell и Oliver Kent, Raghu R. Chivukula, Michael Mullendore, Erik A. Wentzel, Georg Feldmann, Kwang H. Lee, Shu Liu, Steven D. Leach и Anirban Maitra из ЦМИ Johns Hopkins.
Исследование финансировалось: the Howard Hughes Medical Institute, the Lustgarten Foundation for Pancreatic Research, the Sol Goldman Center for Pancreatic Cancer Research, the Michael Rolfe Foundation for Pancreatic Research and the National Institutes of Health.
Перевод Натальи Мещеряковой
26.01.2011 г.
