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