Установлено, что четырехцепочечные структуры ДНК играют роль в раке молочной железы.

dna
Слева направо, структуры A-, B- и Z-ДНК. Предоставлено: Википедия.

Было показано, что четыре структуры ДНК, известные как G-квадруплексы, впервые играют роль в некоторых типах рака молочной железы, обеспечивая потенциальную новую цель для персонализированной медицины, говорят ученые из Университета Кембриджа.

В 1953 году исследователи из Кембриджа Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон выступили соавторами исследования, опубликованного в журнале Nature, которое показало, что ДНК в наших клетках имеет переплетенную структуру «двойной спирали». Шестьдесят лет спустя команда во главе с профессором сэром Шанкаром Баласубраманяном и профессором Стивом Джексоном, также из Кембриджа, обнаружила, что необычная четырехцепочечная конфигурация ДНК может встречаться в геноме человека в живых клетках.

Эти структуры образуются в областях ДНК, которые богаты одним из ее строительных блоков, гуанином (G), когда одна нить двухцепочечной ДНК отрывается и удваивается обратно на себя, образуя четырехцепочечную «ручку» в геноме. В результате эти структуры называются G-квадруплексами.

Профессор Баласубраманян и его коллеги ранее разработали технологии секвенирования и подходы, способные обнаруживать G-квадруплексы в ДНК и хроматине (вещество, состоящее из ДНК и белков). Ранее они показали, что G-квадруплексы играют роль в транскрипции, ключевом шаге в чтении генетического кода и создании белков из ДНК. Важно отметить, что их работа также показала, что G-квадруплексы чаще встречаются в генах быстро делящихся клеток, таких как раковые клетки.

Теперь, впервые, команда обнаружила, где G-квадруплексы образуются в сохраненной опухолевой ткани/биопсии рака молочной железы. Подробности их исследования опубликованы сегодня в журнале Nature Genetics.

Кембриджская команда под руководством профессора Баласубраманяна и профессора Калдаса использовала свою технологию количественного секвенирования для изучения структур G-квадруплексной ДНК в 22 модельных опухолях. Эти модели были получены путем взятия биопсий у пациентов в больнице Адденбрука, больнице Кембриджского университета NHS Foundation Trust, а затем при пересадке и выращивании опухолей у мышей.

В процессе репликации ДНК и деления клеток, возникающих при раке, большие области генома могут ошибочно дублироваться несколько раз, что приводит к так называемым аберрациям числа копий (CNA). Исследователи обнаружили, что G-квадруплексы распространены в этих CNA, особенно в генах и генетических областях, которые играют активную роль в транскрипции и, следовательно, в управлении ростом опухоли.

Профессор Баласубраманян сказал: «Мы все знакомы с идеей двухцепочечной структуры двойной спирали ДНК, но в последнее десятилетие становится все более очевидным, что ДНК также может существовать в четырехцепочечных структурах и что они играют Они играют важную роль в биологии человека. Они обнаруживаются в особенно высоких концентрациях в быстро делящихся клетках, таких как раковые клетки. Это исследование впервые обнаружило их в клетках рака молочной железы. «

«Изобилие и расположение G-квадруплексов в этих биопсиях дает нам ключ к пониманию их важности в биологии рака и гетерогенности этих видов рака молочной железы», — добавил доктор Роберт Хансел-Хертш, который сейчас находится в Центре молекулярной медицины. Медицина Кельн, Университет Кельна, и является первым автором публикации.

«Важно отметить, что это подчеркивает еще одно потенциальное слабое место, которое мы могли бы использовать против опухоли молочной железы, чтобы разработать лучшее лечение для наших пациентов».

Предполагается, что существует по меньшей мере 11 подтипов рака молочной железы, и команда обнаружила, что у каждого есть свой паттерн — или «ландшафт» — G-квадруплексов, который уникален для транскрипционных программ, управляющих этим конкретным подтипом.

Профессор Карлос Калдас из Института исследования рака в Кембриджском институте Великобритании сказал: «Хотя мы часто думаем о раке молочной железы как об одном заболевании, на самом деле существует по меньшей мере 11 известных подтипов, каждый из которых может по-разному реагировать на разные лекарства»./р>

«Выявление специфического паттерна G-квадруплексов в опухоли может помочь нам точно определить подтип рака молочной железы женщины, что позволит нам предложить ей более персонализированное, целенаправленное лечение».

Направляя G-квадруплексы синтетическими молекулами, можно предотвратить размножение клеток их ДНК и, таким образом, блокировать деление клеток, останавливая пролиферацию убегающих клеток в корне рака. Команда определила две такие молекулы — одну, известную как пиридостатин, и второе соединение, CX-5461, которое ранее было протестировано в фазе I испытания против BRCA2-дефицитного рака молочной железы.

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *