Ученые выяснили, почему раковые клетки не убивают сам себя

Секретом выживания многих раковых опухолей является то, что они используют "пятую коллонну" в своей собственной ДНК для подавления работы системы самоуничтожения клеток, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"Благодаря этому открытию, мы теперь можем использовать тот же самый алгоритм для проверки того, сломан ли этот механизм в ДНК раковых опухолей у пациентов, участвующих в проекте "100 тысяч геномов". Эти наблюдения могут помочь нам найти новые методы борьбы с раком, которые спасут жизни еще большего числа людей в будущем", - рассказывает Кристофер Яу (Christopher Yau) из университета Бирмингема (Великобритания).

Значительная часть раковых опухолей в организме человека и других животных возникает из-за поломки в гене p53. Он отвечает за синтез белка, который следит за целостностью генетической информации и включает механизм самоуничтожения - апоптоз - при серьезных поломках. Поэтому культуры клеток с поврежденным геном p53 крайне сложно уничтожить из-за отсутствия "программы самоуничтожения" в их геноме.

Исследования последних лет, как рассказывает Яу, показывают, что многие раковые клетки не имеют фатальных мутаций в гене p53, но при этом содержат в себе множество других поломок ДНК, которые обычно заставляют его включиться. С подобными клетками тоже тяжело бороться, так как обычные методики борьбы с раком, в том числе разрушение ДНК при помощи радиации или химиотерапии, не заставляют их покончить с собой.

Британские биологи выяснили, почему так происходит, изучая геномы нескольких сотен разновидностей рака яичников. Изначально ученые пытались понять, какие мутации делают рак более агрессивным, и для этого они сопоставляли наборы мутаций для каждой опухоли и выделяли из них те, которые сильнее всего влияли на поведение раковых клеток.

Оказалось, что примерно пятая часть опухолей, что является очень большим числом по меркам рака, загадочным образом не имела мутаций в генах, связанных с работой особой системы, которая предотвращает сборку молекул белков при чтении поврежденных генов.

Эта система, набор из нескольких служебных белков и рибосом, клеточных "белковых фабрик", начинает свою работу после того, как ядро считает ген и подготовит так называемую "матричную РНК". Она представляет собой короткий шаблон из "букв" генетического кода, содержащий в себе инструкции по сбору белковой молекулы.

Еще до того, как мРНК покинет ядро, к ней присоединяются особые белки-"инспекторы" из семейства UPF, которые проверяют, содержатся ли в ней бессмысленные опечатки, приводящие к неожиданному прерыванию синтеза белка. Если такие дефекты в мРНК есть, то белки прочно соединяются с молекулой РНК, что мешает рибосомам считывать ее, что ведет к ее последующему уничтожению.

Соответственно, корректная работа подобной системы "проверки генетического правописания" в раковых клетках, как считают Яу и его коллеги, не убивает их, а наоборот, помогает им выжить. Это происходит по той причине, что белки UPF блокируют считывание гена p53 и мешают ему работать даже в том случае, если он содержит в себе даже относительно безобидные мутации.

Обнаружив столь неожиданный механизм выживания рака яичников, ученые попытались найти его аналоги в культурах клеток других типов рака. Проанализировав свыше семи тысяч других опухолей, биологи нашли сотни других примеров того, как работа этой системы помогает раку выживать.

Поэтому Яу и его коллеги предлагают создать препарат, который бы блокировал "проверку генетического правописания" в раковых клетках и позволял p53 запустить программу клеточного самоубийства. Подобные вещества, как считают ученые, могли бы спасти жизни многих тысяч людей, чей рак сегодня считается "неуязвимым" для действия классических методов лечения от рака.