29.07.2014 | Медицина

Биологи обнаружили обратимые эпигенетические факторы рака

Несмотря на то, что универсального лекарства от рака до сих пор так и не было придумано, учёные неплохо разобрались в природе заболевания.

Большинство обывателей уверены, что рак — это чаще всего последствия влияния факторов среды. Так, например, люди неразрывно связывают курение с онкологией лёгких.

Однако помимо окружающей среды виной страшному недугу может быть и генетика: неизменные мутации в некоторых генах рано или поздно могут привести к развитию раковых опухолей. Теперь же учёные обнаружили, что у рака есть и эпигенетические предпосылки. Некоторые факторы среды могут повлиять на экспрессию генов, что приводит к развитию заболеваний, но не вызывает перманентных генетических мутаций. К счастью, такие изменения в организме обратимы.

Например, ген, называемый MLH1, производит белок, который ремонтирует повреждения ДНК. Зачастую в клетках опухолей толстой кишки обнаруживались мутации в этом гене, но в некоторых образцах опухолях ген был здоров, хотя и не экспрессировал белки из-за предварительного метилирования — фактически, искусственной дезактивации.

Проблема заключалась в том, что учёные не могли понять, где причина, а где — следствие: было ли аномальное метилирование результатом развития опухоли или же оно стало причиной ракового роста?

"Столкнувшись с аналогичной проблемой, генетики попросту удаляют один ген и смотрят на последствия для организма в целом. Эпигенетические эксперименты гораздо труднее. Необходимо провести метилирование конкретных областей генома", — рассказывает ведущий автор нового исследования Ланлан Шэнь (Lanlan Shen) из Медицинского колледжа Бэйлора в Хьюстоне, штат Техас.

Чтобы обойти эту проблему, Шэнь и её коллеги использовали естественные последовательности ДНК, которые заставили метильные группы провести метилирование соседних с собой генов. Данную технологию исследователи назвали "метилирующим магнитом".

Получившуюся последовательность биологи вставили рядом с геном-супрессором, подавляющим развитие опухоли — р16, в мышиных эмбриональных стволовых клетках. Выбор пал именно на этот ген, поскольку именно его аномальная активность вызывает многочисленные виды рака. Эмбрионы выросли в мышей, которые оказались носителями "метилирующего магнита" во всех своих клетках.

Шэнь и её коллеги наблюдали за грызунами в течение 18 месяцев, пока подопытные не достигли мышиного среднего возраста. За это время у 30% появились опухоли в разных частях тела и органах, в том числе и в печени, толстой кишке, лёгких и селезёнке. Ни одна мышь из контрольной группой, состоящей из генетически идентичных особей, не пострадала от опухолей.

"Некоторые ткани продемонстрировали более быстрое метилирование, чем другие, например в печени, толстой кишке и селезенке, и это привело к быстрому развитию опухолей", —сообщает Шэнь в пресс-релизе. — "Похоже, что метилирование предрасполагает ткани к развитию опухолей."

В лаборатории этот процесс вызван искусственно, но и в реальной жизни он может быть воспроизведён под воздействием факторов среды. Эксперты полагают, что некоторые факторы, такие как курение, инфекционное воспаление или другие нарушения активности организма могут стать причиной развития рака на клеточном уровне.

Если ткани организма по каким-либо причинам подвергаются длительному химическому воздействию, то дезактивация генов может обрести перманентный характер, что приведёт к последующему развитию онкологических заболеваний. Статья с этими выводами была опубликована в издании The Journal of Clinical Investigation.

В будущем Шэнь и её коллеги планируют провести обратный эксперимент по химической активации экспрессии генов. Так они планируют выяснить, как можно обратить процесс метилирования и, возможно, разработать новый подход к лечению рака.

По публикациям UkrNet