Йель Ученые открыли новый потенциальный способ лечения рака. Используя редактирование генов CRISPR, команда удалила лишние хромосомы из раковых клеток и обнаружила, что они больше не могут бесконтрольно расти.
Здоровые человеческие клетки имеют 23 пары хромосом, но уже более века наблюдается, что большинство раковых клеток имеют дополнительные пары. Это состояние известно как анеуплоидия, но его точная роль в развитии рака оставалась загадкой — было ли оно первопричиной рака или просто его симптомом? В новом исследовании ученые из Йельского университета исследовали эту роль.
«Долгое время мы могли наблюдать анеуплоидию, но не манипулировать ею», — сказал Джейсон Шелтцер, старший автор исследования. «У нас просто не было нужных инструментов. Но в этом исследовании мы использовали метод генной инженерии CRISPR для разработки нового подхода к удалению целых хромосом из раковых клеток, что является важным техническим достижением. Возможность таким образом манипулировать анеуплоидными хромосомами приведет к лучшему пониманию того, как они функционируют».
Для начала команда сосредоточилась на типе анеуплоидии, при котором клетка получает третью копию структуры, называемой «q-плечом», на хромосоме 1. Эта ошибка обнаруживается при многих типах рака на ранней стадии и связана с прогрессированием заболевания. .
Исследователи разработали инструмент, который они назвали «Восстановление дисомии в анеуплоидных клетках» с использованием CRISPR Targeting (ReDACT), и когда они использовали его для устранения этих дополнительных хромосом, они обнаружили, что клетки потеряли способность образовывать злокачественные опухоли. При ближайшем рассмотрении они обнаружили механизм, почему анеуплоидия может способствовать прогрессированию рака: определенные гены, стимулирующие рост рака, были закодированы на трех хромосомах вместо обычных двух.
Затем команда проверила, можно ли использовать этот механизм в качестве терапевтической мишени для лечения рака. Ранее было обнаружено, что ген, известный как UCK2, чувствителен к некоторым лекарствам, и исследователи обнаружили, что это делает клетки с дополнительной копией хромосомы 1 (и, следовательно, третьей копией UCK2) более чувствительными к этим лекарствам.
Команда смешала нормальные и анеуплоидные клетки в партии, причем последние составили 20% клеток. Они обнаружили, что без вмешательства анеуплоидные клетки вырастут и составят 75% партии через девять дней. Но при лечении препаратами, нацеленными на UCK2, через девять дней количество анеуплоидных клеток упало до 4% от партии.
«Это говорит нам о том, что анеуплоидия потенциально может функционировать в качестве терапевтической мишени для рака», — сказал Шельтцер. «Почти все виды рака являются анеуплоидными, поэтому, если у вас есть какой-то способ выборочного воздействия на эти анеуплоидные клетки, теоретически это может быть хорошим способом борьбы с раком с минимальным воздействием на нормальную, нераковую ткань».
Конечно, это исследование все еще находится в самом начале своего пути, пока что оно было проверено только на культивируемых клетках. Но это интригующая идея, которая может в конечном итоге открыть новые методы лечения рака, и сейчас команда работает над тем, чтобы перейти к испытаниям на животных.
Исследование было опубликовано в журнале Science. р>
