Учените са трансформирали раковите клетки в здрава мускулна тъкан в лабораторията, използвайки CRISPR технология за редактиране на гени – и те се надяват, че на базата на този експеримент могат да бъдат изградени нови лечения за рак.
В проучване, публикувано на 28 август в списанието PNASизследователите установиха, че деактивирането на определен протеинов комплекс в клетките на рабдомиосарком (RMS) — рядък рак в скелетната мускулна тъкан, който засяга главно деца под 10г — в лабораторията кара туморните клетки да се превърнат в здрави мускулни клетки.
Въпреки че изследването е все още в началото си, този процес на „пренастройване“ на ракови клетки в здрави клетки, широко известен като диференцираща терапия, вече е тестван при други видове рак, като напр. костен и кръв рак. Четири лекарства са одобрени от Американската администрация по храните и лекарствата (FDA) за лечение на последното заболяване и като цяло действат чрез инхибиране на специфичен протеин в раковите клетки.
Протеиновият комплекс, определен в новото изследване, може да служи като мишена за такава терапия, пишат авторите на изследването, и с по-нататъшно развитие може да бъде обещаваща нова възможност за лечение на пациенти с RMS, които обикновено се лекуват с операция, радиация и химиотерапия.
„Тази технология може да ви позволи да вземете всеки рак и да търсите как да го накарате да се диференцира“ или да го накара да спре да се размножава неконтролируемо и да се превърне в нормални, неракови клетки, Кристофър Вакоцводещ автор и професор в Cold Spring Harbor Laboratory, каза в a изявление. „Това може да е ключова стъпка към това да направим диференциращата терапия по-достъпна.“
Свързани: Запознайте се с „Fanzor“, първата подобна на CRISPR система, открита в сложния живот
Диференциацията е процес, при който стволови клетки разделят и образуват различните видове клетки в тялото, като мускулни или мастни клетки, всяка от които има уникален модел на генна експресия, който им позволява да изпълняват определени функции. При RMS обаче пациентите имат генетични мутации, които карат клетките им да произвеждат специфичен протеин, т.нар PAX3-FOXO1, което спира диференциацията в клетките на скелетните мускули. Така вместо да се превърнат в мускули, клетките образуват маса от ракова тъкан.
В новото проучване изследователите са използвали CRISPR, за да деактивират или „нокаутират“ различни гени, за да видят кои произвеждат протеини, които работят заедно с PAX3-FOXO1, за да спрат RMS клетките да се диференцират. Техният анализ разкрива, че ако RMS клетките загубят способността си да произвеждат ядрен фактор Y (NF-Y) — протеин, който регулира генната експресия — вместо това клетките се диференцират в мускулни клетки. Нокаутирането на PAX3-FOXO1 директно има същия ефект.
„Туморът губи всички атрибути на рак“, каза Вакоч в изявлението. „Те преминават от клетка, която просто иска да направи повече от себе си, към клетки, посветени на свиване.“
Въпреки че дезактивирането на PAX3-FOXO1 и NF-Y има подобни ефекти, изследователите откриха, че протеините не взаимодействат физически един с друг. Вместо това, в RMS клетки, NF-Y включва гените, необходими за производството на PAX3-FOXO1 чрез свързване към специфична последователност от ДНК. Така че чрез блокиране на NF-Y, изследователите също блокираха производството на PAX3-FOXO1.
Констатациите все още са далеч от превръщането им в лечение на RMS. Въпреки това, вече се разработват лекарства, които инхибират NF-Y, включително такива, които спират образуването или свързването на протеиновия комплекс с ДНК.
Едно препятствие, което трябва да бъде преодоляно, е, че NF-Y също регулира важни процеси в здравите клетки, като метаболизма и клетъчния цикъл, поредицата от стъпки, през които клетките преминават, докато растат и се делят. Въпреки това Vakoc и екипът предполагат, че тъй като RMS клетките са „силно чувствителни“ към промените в експресията на PAX3-FOXO1, може да има „прозорец на възможност“, в който лекарството инхибира NF-Y достатъчно дълго, за да могат RMS клетките да се диференцират, но не толкова докато здравите тъкани се увредят. Ще са необходими повече изследвания, за да се потвърди, че това е жизнеспособна стратегия за лечение, пишат те.