Teadlased on avastanud uue tee vähirakkude surma kemoteraapia abil

Keemiaravi hävitab vähirakke. Kuid viis, kuidas need rakud surevad, näib olevat erinev sellest, mida varem arvati. Hollandi Vähiinstituudi teadlased eesotsas Tijn Brummelkampiga on avastanud täiesti uue viisi, kuidas vähirakud surevad: geeni Schlafen11 kaudu.

„See on väga ootamatu avastus. Vähihaigeid on keemiaraviga ravitud peaaegu sajandi, kuid seda rakusurma rada pole varem täheldatud. Seda, kus ja millal see patsientidel toimub, tuleb edasi uurida. See avastus võib lõppkokkuvõttes mõjutada vähihaigete ravi.“ Nad avaldasid oma leiud ajakirjas Science.

Paljud vähiravi kahjustavad rakkude DNA-d. Pärast liiga suurt pöördumatut kahjustust võivad rakud ise surma algatada. Koolibioloogia õpetab meile, et valk nimega p53 kontrollib seda protsessi. p53 tagab kahjustatud DNA parandamise, kuid algatab rakkude enesetapu, kui kahjustus muutub liiga tõsiseks. See takistab rakkude kontrollimatut jagunemist ja vähi teket.

Üllatus: vastuseta küsimus

See kõlab nagu lollikindel süsteem, aga tegelikkus on keerulisem. „Enam kui pooltes kasvajates p53 enam ei toimi,“ ütleb Brummelkamp. „Peamine tegija seal, p53, ei mängi mingit rolli. Miks siis vähirakud ilma p53-ta ikkagi surevad, kui nende DNA-d keemiaravi või kiiritusraviga kahjustada? Minu üllatuseks oli see vastuseta küsimus.“

Seejärel avastas tema uurimisrühm koos kolleegi Revuena Agami rühmaga seni tundmatu viisi, kuidas rakud pärast DNA kahjustust surevad. Laboris süstisid nad keemiaravi rakkudesse, mille DNA-d nad olid hoolikalt modifitseerinud. Brummelkamp ütleb: "Otsisime geneetilist muutust, mis võimaldaks rakkudel keemiaravi üle elada. Meie rühmal on palju kogemusi geenide selektiivse kahjustamise alal, mida saaksime siin täielikult ära kasutada."

Uus oluline tegur rakusurmas Geenide väljalülitamisega avastas uurimisrühm uue rakusurma raja, mida juhib geen Schlafen11 (SLFN11). Uuringu juhtjuht Nicolas Boon ütles: „Kui DNA on kahjustatud, lülitab SLFN11 välja rakkude valgutehased: ribosoomid. See avaldab neile rakkudele tohutut stressi, mis viib nende surmani. Uus rada, mille me avastasime, möödub p53-st täielikult.“

SLFN11 geen ei ole vähiuuringutes uus. Brummelkamp ütleb, et see on sageli inaktiivne kasvajates patsientidel, kes ei reageeri keemiaravile. „Me saame seda seost nüüd selgitada. Kui rakkudel puudub SLFN11, siis nad ei sure sel viisil DNA kahjustuse tagajärjel. Rakud jäävad ellu ja vähk jätkub.“

Mõju vähiravile

"See avastus avab palju uusi uurimisküsimusi, mis on baasuuringutes tüüpiline," ütleb Brummelkamp.

"Oleme oma avastust laboris kasvatatud vähirakkudes demonstreerinud, kuid paljud olulised küsimused jäävad vastuseta: kus ja millal see rada patsientidel tekib? Kuidas see mõjutab immunoteraapiat või keemiaravi? Kas see mõjutab vähiravi kõrvaltoimeid? Kui see rakusurma vorm osutub oluliseks ka patsientidel, on sellel avastusel mõju vähiravile. Need on olulised küsimused, mida edasi uurida."

Geenide väljalülitamine, ükshaaval. Inimestel on tuhandeid geene, millest paljudel on meile ebaselged funktsioonid. Meie geenide rollide kindlakstegemiseks töötas teadlane Brummelkamp välja meetodi, mis kasutab haploidseid rakke. Need rakud sisaldavad igast geenist ainult ühte koopiat, erinevalt meie keha normaalsetest rakkudest, millel on kaks koopiat. Kahe koopia käsitsemine võib geneetilistes katsetes olla keeruline, kuna muutused (mutatsioonid) toimuvad sageli ainult ühes neist. See raskendab nende mutatsioonide mõjude jälgimist.

Koos teiste teadlastega on Brummelkamp aastaid selle mitmekülgse meetodi abil avastanud haiguste tekkeks kriitilisi protsesse. Näiteks avastas tema töörühm hiljuti, et rakud suudavad lipiide toota teistmoodi kui varem teada oli.

Nad on avastanud, kuidas teatud viirused, sealhulgas surmav Ebola viirus, suudavad inimrakkudesse siseneda. Nad on süvenenud vähirakkude resistentsusse teatud ravimeetodite suhtes ja tuvastanud valke, mis toimivad immuunsüsteemi piduritena, millel on mõju vähi immunoteraapiale.

Viimastel aastatel on tema meeskond avastanud kaks ensüümi, mis jäid neli aastakümmet tundmatuks ja osutusid lihaste funktsiooni ja aju arengu jaoks elutähtsaks.