Przełomowy lek na raka. Badania nad RNA otwierają nowe możliwości

Przełom w badaniach. Lek na raka jest możliwy?

W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Nature zespół naukowców kierowany przez profesora Chuana He z Uniwersytetu w Chicago odkrył, że RNA odgrywa kluczową rolę w wiązaniu i przechowywaniu DNA w komórkach, co zachodzi za pośrednictwem genu TET2. RNA (kwas rybonukleinowy) to cząsteczka, która przenosi informacje genetyczne z DNA do komórek i pomaga w produkcji białek. Jest podobna do DNA, ale zamiast dwóch nici ma jedną i używa rybozy zamiast deoksyrybozy. RNA pełni różne funkcje w komórce, m.in. bierze udział w procesie tłumaczenia informacji genetycznej na białka. Ostatnie badania naukowców z Uniwersytetu w Chicago dają nadzieję na opracowanie leku na raka.

„Nasze badanie to przełom koncepcyjny. Dzięki niemu możemy nie tylko opracować nowe terapie na kilka chorób, ale zdobywamy także wiedzę na temat regulacji chromatyny w biologii” – powiedział jeden z autorów pracy, prof. Chuan He.

Naukowcy już wcześniej zajmowali się wpływem RNA na nasze geny. Na przykład w 2011 roku odkryli, że RNA może kontrolować ekspresję genów. Dotychczas uczeni uważali, że tylko DNA bierze udział w tym procesie. Natomiast He i jego zespół odkryli coraz więcej sposobów, w jakie RNA jest zaangażowane w to, które geny są włączane, a które wyłączane. Co ciekawe, dotyczy to zarówno roślin, jak i zwierząt. Dzięki tym odkryciom zwrócili uwagę na gen TET2.

Polecamy: Przełomowe badania. Lek na autyzm jest coraz bliżej

TET2 i jego funkcja

TET2 to gen kodujący enzym z rodziny białek TET, który odgrywa kluczową rolę w regulacji epigenetycznej, czyli w modyfikowaniu ekspresji genów bez zmiany sekwencji DNA. Enzym TET2 odpowiada za proces demetylacji DNA, czyli usuwania grup metylowych z cytozyny, jednego z elementów DNA. Demetylacja ta wpływa na to, które geny są aktywne, a które wyciszone, co jest kluczowe dla prawidłowego funkcjonowania komórek.

Naukowcy od dawna wiedzieli, że gdy TET2 lub geny z nim związane są zmutowane, pojawiają się różnego rodzaju problemy. Mutacje te występują w 10-60 proc. różnych przypadków białaczki u ludzi, a także w innych rodzajach nowotworów. Problem polegał na tym, że uczeni nie znali mechanizmu tego zjawiska, co znacznie utrudniało poszukiwanie nowych metod leczenia.

Uczeni wiedzieli, że geny z rodziny TET miały wpływ na DNA, i na tym skupiali się w swoich badaniach. Okazało się jednak, że szukali w złym miejscu. Omawiane białko w rzeczywistości wpływa bowiem na RNA. Kiedy komórki tworzą kopie materiału genetycznego, muszą być starannie „zapakowane” i złożone do późniejszego wykorzystania. Te „pakiety” znane są jako chromatyna. Jeśli proces ten nie przebiega prawidłowo, mogą wystąpić różne problemy.

Okazuje się, że RNA jest kluczowym graczem w tym procesie, a jego rolę kontroluje TET2 poprzez modyfikację zwaną metylacją. Jest to proces chemiczny, w którym do cząsteczki DNA przyłączana jest mała cząsteczka chemiczna składająca się z jednego atomu węgla i trzech atomów wodoru (CH₃).

Polecamy: HOLISTIC NEWS: Drugie życie. Jak się żyje po przeszczepie serce? #PoLudzku

Nowe odkrycia nadzieją na lek na raka?

Eksperyment przeprowadzony przez naukowców polegał na usuwaniu pojedynczych genów, a następnie obserwowaniu efektów. W ten sposób odkryli, że TET2 kontroluje częstotliwość występowania modyfikacji znanej jako m5C na niektórych typach RNA. To z kolei przyciąga białko MBD6, które kontroluje chromatynę. Chromatyna to struktura w jądrze komórkowym, składająca się z białek. Odpowiada ona za organizację i skompresowanie DNA, co pozwala długim cząsteczkom DNA zmieścić się w jądrze komórki.

W okresie niemowlęctwa, kiedy komórki dzielą się na różne typy, TET2 sprawia, że chromatyna jest łatwiej dostępna. Dzięki temu komórki macierzyste mogą przekształcać się w inne typy komórek. Proces ten ustaje po zakończeniu dojrzewania.

„Jeśli masz mutację TET2, ponownie otwierasz tę ścieżkę wzrostu, która może ostatecznie prowadzić do raka, szczególnie we krwi i mózgu, ponieważ ścieżka ta wydaje się być najważniejsza w rozwoju tych tkanek” – powiedział He.

Jako ostateczne potwierdzenie, zespół przetestował ludzkie komórki białaczki na płytkach Petriego. Kiedy badacze usunęli zdolność komórek do tworzenia białka MBD6, wszystkie komórki białaczki obumarły. Najbardziej ekscytującą częścią tego odkrycia dla badaczy jest to, że daje ono nadzieję na opracowanie nowego rodzaju leku na raka.

Mutacje TET2 mają również inne konsekwencje poza rakiem. Występują u niewielkiego odsetka dorosłych powyżej 70. roku życia i przyczyniają się do zwiększonego ryzyka chorób serca, udaru mózgu, cukrzycy oraz stanu znanego jako CHIP.

Polecamy: Jest szansa na lek na Alzheimera. Chodzi o „czyszczenie” mózgu nocą