17 February 2023, 20:00

Чинят больше, но хуже: ученые опровергли ключевой механизм развития рака

Чинят больше, но хуже: ученые опровергли ключевой механизм развития рака
Source: National Cancer Institute / Unsplash

Рак является одной из главных причин смерти в мире: только в 2020 эта болезнь унесла жизни почти 10 миллионов человек. Также ожидается, что к 2040 году число больных возрастет на 47% и достигнет 28,4 миллиона человек.

Считается, что один из главных механизмов возникновения рака — нарушение работы систем репарации генома. Так появляется множество мутаций, утрачивается контроль над целостностью наследственного материала и происходит злокачественное перерождение клеток. Вместе с тем многие исследователи отмечают, что во время противоопухолевой терапии можно восстановить системы репарации, однако это играет против пациента — под такой защитой оказываются раковые клетки, что способствует их выживанию.

«Таким образом, мы приходим к парадоксу: непонятно, ДНК-репарация — друг или враг. Наша работа впервые помогла ответить на эти вопросы с помощью детального исследования на молекулярном уровне всего комплекса репарационных процессов», — рассказал Антон Буздин, профессор РАН, заведующий лабораторией трансляционной геномной биоинформатики МФТИ.

В ходе исследования группа ученых проверила уровни активации 38 путей репарации ДНК девяти самых распространенных типов рака человека — глиомы, рака молочной железы, колоректального рака, рака легких, щитовидной железы, шейки матки, почки, желудка и поджелудочной железы. Были взяты для изучения профили нескольких тысяч образцов из баз данных, а также около 500 собранных экспериментальных опухолевых образцов.

«Систематизировав и охватив в рамках единого исследования все процессы, связанные с восстановлением ДНК, мы показали, что на самом деле практически для всех опухолей характерна повышенная активность механизмов репарации, даже когда сами гены системы репарации не затронуты никакими мутациями. В то же время мы обнаружили, что при возникновении новообразований блокируется контроль качества самой работы репарации. В нормальном состоянии наши контрольные механизмы решают, надлежащего ли качества ДНК в клетке, и если нет, то следует ли оставить поврежденную клетку в живых или дать ей возможность исправиться. Ей дается время на работу над ошибками и строгий дедлайн. Если репарация не справилась со своей работой, то клетка не может делиться и в ней насильственно запускается механизм клеточной гибели. Именно этот механизм контроля качества, контрольная точка перехода фаз клеточного цикла G2/M, который принимает решение, разрешить клетке делиться или уничтожить ее, как раз и оказывается подавлен в большинстве всех случаев рака», — добавил Антон Буздин.

Ученые предлагают пересмотреть текущие представления о причинах и механизмах развития злокачественных опухолей. Основные механизмы репарации, как показало исследование, в опухолях работают гораздо активнее, чем в норме, хотя раньше предполагалось обратное. Репарация по-прежнему работает и даже выдает повышенное количество «ремонтных работ», но без должного качества. По-видимому, наблюдаемые в опухоли мутации и нестабильность генома происходят как раз из-за снижения работы контроля качества ДНК. Прицельное воздействие на регуляцию молекулярных путей репарации ДНК в опухолях может существенно усилить текущие и будущие терапевтические подходы лечения онкозаболеваний.

Source:  Пресс-служба МФТИ

News article organizations

News article publications

Read also

Соседние с опухолью клетки отличаются от здоровых клеток человеческого тела
Международный коллектив представил результаты исследования о воздействии раковых образований на соседние ткани. Ранее это воздействие детально не изучалось. Полученные данные помогут разработать более эффективные методы лечения онкологических заболеваний и создать лекарственные препараты нового поколения.
Cancer Research
Cell Biology
Molecular Biology
Oncology
24 January 2024
Присутствие фтора повлияло на противораковую активность аналогов куркумина
Ученые определили пространственную структуру молекул синтетических аналогов куркумина — природного соединения с противоопухолевой активностью. Синтетические аналоги предпочтительнее самого куркумина, поскольку они лучше усваиваются в человеческом организме. Авторы выяснили, что введение атома фтора в исследуемые соединения приводит к изменению их пространственной структуры, что может быть связано с повышенной противораковой активностью. Полученные данные будут полезны при разработке новых лекарственных препаратов для борьбы с онкологическими заболеваниями.
Molecular Biology
Oncology
Structural Biology
5 January 2024
ДНК-аптамерные метки помогли видеть глиому прямо во время операции на мозге
Они со 100% избирательностью связывались с клетками опухоли и при этом были безопасны для подопытных животных
Molecular Biology
Molecular modeling
Oncology
10 April 2023
Пептиды с некодирующих РНК могут стать основой противоопухолевых вакцин
Эти молекулы входят в состав белкового комплекса, на который, в случае нарушений, могут реагировать Т-лимфоциты, однако при раке их активность блокируется. Авторы работы не только придумали, как вернуть их в строй, но и создали на их основе персонифицированную вакцину
Genomics
Immunology
New techniques
Oncology
Pharmacy
1 March 2023
Ученые продемонстрировали увеличение внутриопухолевого накопления и усиление противоопухолевого эффекта, используя стратегию двойного нацеливания
Стратегия одновременного двойного нацеливания на два разных участка опухолевой ткани может способствовать увеличению накопления лекарственных препаратов в раковых клетках как для терапевтических, так и для диагностических целей.
Drug Design
Molecular Biology
Oncology
10 July 2022
Ускорен поиск новых лекарств с помощью машинного обучения
В последние годы компьютерное моделирование сильно облегчило создание новых лекарств за счет предсказания структуры молекул и их взаимодействий. Однако даже такой «чисто компьютерный» скрининг может быть слишком дорог и затруднен, если речь идет о миллионах веществ. Поэтому авторы новой статьи в Journal of Chemical Information and Modeling — исследователи из МФТИ, Университетов Гронингена и Гренобля, — сделали этот процесс намного быстрее и эффективнее с помощью активного машинного обучения.
Drug Design
Machine learning
Molecular Biology
13 February 2024