Ученые разработали новый способ борьбы с меланомой
Новый способ борьбы с трудноизлечимой меланомой разработала коллаборация исследователей с участием специалистов Международной лаборатории биоинформатики НИУ ВШЭ, 8 июня сообщает портал «Научная Россия» со ссылкой на пресс-службу НИУ ВШЭ.
Исследователи установили, что одна из форм молекулы ДНК, попав в раковые клетки, вызывает иммунный ответ, аналогичный реакции организма на вирус. Его результатом становится гибель клеток, которые поддерживают рост опухоли. Кроме того, пациент начинает снова реагировать на противораковую терапию. Отчет о результатах исследования был опубликован в журнале Nature.
Результатом сделанного открытия стала разработка учеными из России, США, Китая, Австралии и Японии нового способа борьбы с раком, который не реагирует на иммунотерапию. Их метод опирается на особенности альтернативной структуры молекулы ДНК — левоспиральной Z-ДНК (классическая форма ДНК — двойная спираль, закрученная вправо).
Открытие Z-ДНК произошло еще в 1979 году, но ее роль в организме изучена еще недостаточно. Лишь недавно появились исследования, подтверждающие важную роль Z-ДНК в иммунном ответе организма в его борьбе с вирусами.
Ранее было установлено, что при формировании Z-ДНК у млекопитающих задействованы два белка — ADAR1 и ZBP1, отличающихся наличием особого структурного компонента — домена Zα, который связывается с Z-ДНК. Такие белки не вырабатываются здоровыми клетками, а в случае воспалительного процесса они активируются интерфероном.
Белок ADAR1 работает на подавление аутоиммунного ответа, тогда как ZBP1 его активирует, запуская программу смерти клеток, зараженных вирусом. Белки ADAR1 и ZBP1 вырабатываются также в клетках соединительных тканей, фибробластах, в процессе роста раковой опухоли. Таким образом, действие этих двух белков в тканях опухоли определяет, выживут ли раковые клетки или погибнут.
При изучении работы нового противоракового препарата из группы кураксинов ученые выяснили, что молекулы кураксина CBL0137 способны стимулировать массовое образование Z-ДНК и активацию белка ZBP1, которая приводит к гибели раковых клеток вне зависимости от работы ADAR1.
Испытания действия CBL0137 проводились на мышах с меланомой. Ученые вводили животным непосредственно в опухоль препарат, содержащий CBL0137. В результате фибробласты, поддерживающие рост опухоли, гибли, а раковые клетки начинали реагировать на иммунотерапию. При этом результат не зависел от того, какая именно мутация спровоцировала рак.
Вся вычислительная часть исследования выполнялась специалистами Международной лаборатории биоинформатики НИУ ВШЭ под руководством Марии Попцовой, которая так прокомментировала результаты проделанной работы:
«Исследование — образец идеальной коллаборации между экспериментальными и компьютерными группами. Коллеги из США генерировали большие данные высокотехнологичных экспериментов, мы на этих данных производили биоинформатический анализ. Проведенный в нашей лаборатории интеллектуальный анализ данных существенно сократил время и затраты на экспериментальную часть работы. В результате такой стратегии win-win выиграли все участники проекта».
Эта работа стала важным шагом к пониманию значения альтернативных структур ДНК, таких как Z-ДНК, для функционирования организма человека. Эти исследования могут привести к новым и даже неожиданным методам лечения тяжелых заболеваний, имеющих генетическую природу, уверены авторы.
Отрадным фактом также является то, что препарат с CBL0137 уже прошел клинические исследования по безопасности, и можно надеяться, что скоро его начнут применять при лечении пациентов.
