Трансформират ракови клетки в здрави мускули

CRISPR се използва за „препрограмиране“ на ракови клетки в здрави мускули в лабораторията

В ново проучване спирането на раковите клетки на скелетните мускули да произвеждат специфичен протеин ги принуди да се превърнат в здрави мускулни клетки.

Учените са трансформирали раковите клетки в здрава мускулна тъкан в лабораторията. Те са използвали технологията за редактиране на гени CRISPR. Изследователите се надяват, че на базата на този експеримент могат да бъдат изградени нови лечения за рак.

В проучване, публикувано на 28 август в списание PNAS, изследователите установили, че дезактивирането на определен протеинов комплекс в клетките на рабдомиосаркома (RMS) – рядък рак в скелетната мускулна тъкан, който засяга главно деца под 10-годишна възраст – в лабораторията причинява туморни клетки да се превърнат в здрави мускулни клетки.

Изследването е все още в началото

Въпреки че изследването е все още в началото си, този процес на „пренастройване“ на ракови клетки в здрави клетки е широко известен като диференцираща терапия. Вече е тестван при други видове рак, като рак на костите и кръвта. Четири лекарства са одобрени от Американската администрация по храните и лекарствата (FDA) за лечение на последното заболяване. 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. Като с по-нататъшно развитие може да бъде обещаваща нова възможност за лечение на пациенти с RMS. Те 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. Това разкри Кристофър Вакок, водещ автор и професор в Cold Spring Harbor Laboratory, се казва в изявление. „Това може да е ключова стъпка към това да направим диференциращата терапия по-достъпна.“

Кое как се образува?

Диференциацията е процес, при който стволовите клетки се делят и образуват различни 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 техните клетки да произвеждат специфичен протеин, наречен PAX3-FOXO1, който спира диференциацията да се случва 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. Този метод те използват, за да видят кои произвеждат протеини, които работят заедно с PAX3-FOXO1, за да спрат RMS клетките да се диференцират. Техният анализ разкри, че ако RMS клетките загубят способността си да произвеждат ядрен фактор Y (NF-Y) – протеин, който регулира генната експресия – клетките вместо това се диференцират в мускулни клетки. Нокаутирането на PAX3-FOXO1 директно има същия ефект.

Туморът губи всички атрибути на рак

„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 открили, 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.

Замърсяването на въздуха носи рак