Древняя реакция на стресс дает ключ к разгадке сопротивления раковым заболеваниям



Новое исследование изучает, каким может быть относительный возраст человеческих генов, в том числе тех, которые принимают участие в возникновении рака. Полученные в ходе этой исследовательской работы результаты свидетельствуют о том, что склонность к быстрой мутации (один из признаков рака) может быть древней и глубоко укоренившейся склонностью.

Древняя реакция на стресс дает ключ к разгадке сопротивления раковым заболеваниям

Причина развития рака в пробуждении древней реакции клеток на стресс

Рак часто способен хитроумно перехитрить самые лучшие методы, разработанные современной медициной для его лечения. Необычное сотрудничество физиков и ведущих генетиков, которое организовалось для изучения и лучшего понимания развития рака и для разработки более эффективных методы его лечения, пролило более яркий свет на рак как на биологическое явление с очень глубокими эволюционными корнями.

Чтобы провести это исследование, свои усилия объединили несколько ученых, работающих в различных научных областях: Пол Дэвис (Paul Davies), доктор философии, профессор Аризонского государственного университета (Arizona State University), член Совета регентов Аризоны и директор Центру BEYOND: Центра фундаментальных концепций в науке (Beyond Center for Fundamental Concepts in Science); Чарльз Линиевер (Charles Lineweaver), физик, доктор философии из Австралийского национального университета (Australian National University); Кимберли Бусси (Kimberly Bussey), доктор философии, специалистом в области генетики, биоинформатики и исследованию рака; биофизик Луис Сиснерос (Luis Cisneros), доктор философии, научный сотруник компании NantOmics.

Эти ученые собрались вместе, чтобы проследить эволюционную историю генов рака, начиная с самого зарождения многоклеточности, произошедшего более миллиарда лет назад. Задавшись вопросом, почему эти гены рака развились и какова их функциональность, отыскав в ходе научного изыскания древние механизмы, запускающие это заболевание, ученые поразились тому, насколько удивительна эта связь.

Оказывается, раковые клетки способны разблокировать очень древний механизм, который, как известно, используют одноклеточные организмы, чтобы эффективно повысить скорость мутации в ответ на стресс. Исследователи считают, что это открытие позволяет объяснить наличие у всех видов рака самого известного признака, которым считается его способность быстро мутировать, чем, собственно говоря, и объясняется быстрое возникновение лекарственной устойчивости.

Причина развития рака в пробуждении древней реакции клеток на стресс

Результаты новой исследовательской работы предполагают посмотреть по-новому на генетические переключатели контроля, которые позволяют преуспевать столь сложным формам жизни. Если такое регулирование нарушается, то клетки способны утрачивать свои объединяющие свойства и регрессировать к одноклеточному поведению, которое свойственно более древним организмам. Такое возвращение к исконным эволюционным признакам известно как атавизм.

Доктор Дэвис объясняет, что ученые уже достаточно давно предполагали, что рак – это тип атавизма, возвращающий клетки к более примитивной форме существования, присущей одноклеточным предкам, но до сих пор этому предположению не хватало убедительных доказательств. Теперь доктор Кимберли Бусси и доктор Луис Сиснерос с помощью студентов Адама Орра (Adam Orr) и Милики Миликавич (Milica Milicavic) старательно проанализировали эволюционное происхождение большой коллекции раковых генов и подтвердили, что один из наиболее отличительных и неприятных признаков рака на самом деле оказался чрезвычайно древним и глубоко укоренившимся. И это имеет серьезные последствия для терапии.

Новые методы лечения рака помогут контролировать опухоли за счет отсутствия провоцирующей мутации реакции клеток на стресс

Новое исследование, отчет о котором появился 25 апреля 2017 года в журнале с открытым доступом «PLOS ONE», обнаружило, что при раке обычно наблюдаются мутационные всплески, окружающие двуспиральные разрывы в ДНК. Кроме того, эти всплески подобны наблюдающимся в одноклеточных организмах всплескам, которые принимают участие в вызванных стрессом мутациях.

В случае рака мутации, по-видимому, распространяются по всему геному, включая более старые гены, которые эволюционно консервативны и обычно находятся вне пределов мутационных событий. Эффект заключается в том, что это позволяет соматическим клеткам исследовать пространство древнего генома, чтобы решить проблемы, индуцированные стрессом, который они испытывали.

Новые методы лечения рака помогут контролировать опухоли за счет отсутствия провоцирующей мутации реакции клеток на стресс

Как объясняет доктор Бусси, кандидат технических наук, главный научный сотрудник NantOmics и адъюнкт факультета на кафедре биомедицинской информатики в Университете штата Аризона, ответ на стресс, который развился, чтобы защитить одноклеточные организмы от исчезновения, может оказаться опасным для многоклеточного существа, если какое-то событие внезапно реанимирует эту реакцию.

Доктор Бусси говорит, что если речь идет об одноклеточных организмах, которые испытывают некоторый стресс, с которым они не могут справиться при использовании существующего инструментария для ответа, чтобы выжить (то есть для выживания вида), то этот организм должен эволюционировать. Когда в многоклеточном организме соматические клетки эволюционируют, то в этом случае может развиться рак.

Результаты новой работы показывают, что в том случае, если устойчивость к терапевтическим средствам развивается очень быстро, то основным механизмом смертельной болезни может быть способность клеток генерировать регулируемые всплески мутаций. По мнению доктора Бусси, с клинической точки зрения, это открытие на самом деле заставляет переосмыслить то, что в настоящее время подразумевают, когда говорят о лечении рака.

Возможно, основной целью должно быть не лечение раковых заболеваний, а контроль опухолей. Если это всплеск мутаций, то реакция, в таком случае, может быть на таком уровне терапии, который фактически не будет вызывать реакцию на стресс, что позволит повлиять на жизнеспособность опухолевых клеток.

В клинической практике уже сделаны некоторые шаги в сторону такого подхода к лечению. Так называемая метрономическая терапия применяет более частые раунды лечения с более низкой дозой препаратов, в то время как адаптивная терапия направлена ??на лечение рака с помощью импульсов для стабилизации, а не уничтожения опухоли. Эти и другие эволюционные подходы к лечению рака дают новую надежду в войне против хитрого и глубоко универсального врага.

По материалам Medical Xpress

loading...

Рейтинг:

Оценка 5 из 5 , проголосовало 1

Комментарии (0)


Оставить комментарий