Σε μία νέα μελέτη, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι το RNA μπορεί να παίξει σημαντικό ρόλο στην ανακάλυψη νέων φαρμακευτικών στόχων για τη θεραπεία αρκετών ασθενειών, μεταξύ των οποίων και ο καρκίνος.
Η επιβίωσή μας βασίζεται σε μια εξαιρετικά περίπλοκη διαδικασία μέσα σε κάθε κύτταρο. Οι πρωτεΐνες τυλίγουν και ξετυλίγουν συνεχώς το DNA, και ακόμη και το μικρότερο λάθος σε αυτόν τον ευαίσθητο «χορό» μπορεί να οδηγήσει σε καρκίνο. Μια νέα μελέτη από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο αποκαλύπτει ένα μέχρι πρότινος άγνωστο μέρος αυτής της διαδικασίας, που έχει σημαντικές επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία.
Στη μελέτη, που δημοσιεύθηκε αυτόν τον μήνα στο Nature, μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τον καθηγητή Chuan He από το Πανεπιστήμιο του Τέξας, σε συνεργασία με τον Mingjiang Xu από το Κέντρο Επιστημών Υγείας του Πανεπιστημίου του Τέξας, διαπίστωσαν ότι το RNA παίζει σημαντικό ρόλο στον τρόπο με τον οποίο το DNA συσκευάζεται και αποθηκεύεται στα κύτταρα, μέσω ενός γονιδίου που είναι γνωστό ως TET2.
Αυτό το μονοπάτι φαίνεται επίσης να απαντά στο χρόνιο ερώτημα σχετικά με το γιατί τόσοι πολλοί καρκίνοι και άλλες διαταραχές περιλαμβάνουν μεταλλάξεις που σχετίζονται με το TET2 και προτείνει ένα σύνολο νέων στόχων για θεραπείες.
«Αυτό αντιπροσωπεύει μια εννοιολογική ανακάλυψη. Όχι μόνο προσφέρει στόχους για θεραπεία για αρκετές ασθένειες, αλλά προστίθεται στη μεγάλη εικόνα της ρύθμισης της χρωματίνης στη βιολογία. Ελπίζουμε ότι ο αντίκτυπος στον πραγματικό κόσμο θα είναι πολύ υψηλός», δήλωσε σχετικά ο Δρ. He.
Σημαντικές αποκαλύψεις για το RNA
Το εργαστήριο του καθηγητή έχει κάνει αρκετές ανακαλύψεις που άλλαξαν την εικόνα των επιστημόνων για το πώς εκφράζονται τα γονίδια. Το 2011, ανακάλυψαν ότι, εκτός από τις τροποποιήσεις στο DNA και τις πρωτεΐνες, οι τροποποιήσεις στο RNA μπορεί επίσης να ελέγχουν ποια γονίδια εκφράζονται.
Από τότε, ο Δρ. He και η ομάδα του έχουν βρει όλο και περισσότερους τρόπους με τους οποίους η μεθυλίωση του RNA εμπλέκεται θεμελιωδώς στην ενεργοποίηση και απενεργοποίηση των γονιδίων τόσο στο φυτικό όσο και στο ζωικό βασίλειο.
Έτσι, έστρεψαν την προσοχή τους σε ένα γονίδιο που ονομάζεται TET2. Εδώ και πολύ καιρό, γνωρίζουμε ότι όταν μεταλλάσσονται γονίδια που σχετίζονται με το TET2 ή το TET2, ακολουθούν διάφορα προβλήματα. Αυτές οι μεταλλάξεις συμβαίνουν στο 10-60% των περιπτώσεων λευχαιμίας στους ανθρώπους και εμφανίζονται και σε άλλους τύπους καρκίνου. Το πρόβλημα ήταν ότι δεν ξέραμε γιατί – κάτι που παρεμπόδιζε σημαντικά την αναζήτηση θεραπειών.
Τα άλλα μέλη της οικογένειας TET δρουν στο DNA, έτσι για χρόνια, οι ερευνητές εξέταζαν τις επιδράσεις του TET2 στο DNA. Αλλά το εργαστήριο του Δρ. He βρήκε ότι έψαχναν σε λάθος μέρος: το TET2 επηρεάζει στην πραγματικότητα το RNA.
Όταν τα κύτταρα φτιάχνουν τα αντίγραφα του γενετικού υλικού, πρέπει να συσκευάζονται προσεκτικά και να διπλώνονται για μελλοντική αναφορά. Οι συσκευασίες είναι γνωστές ως χρωματίνη. Εάν αυτό δεν συμβεί σωστά, μπορεί να ακολουθήσουν διάφορα ζητήματα. Αποδεικνύεται ότι το RNA είναι βασικός παράγοντας σε αυτή τη διαδικασία και ότι ο ρόλος του ελέγχεται από το TET2 μέσω μιας διαδικασίας τροποποίησης που ονομάζεται μεθυλίωση.
Τα πειράματα των ερευνητών που οδήγησαν σε σημαντικά συμπεράσματα
Μέσα από ένα έξυπνο σύνολο πειραμάτων, αφαιρώντας γονίδια και βλέποντας τι συνέβη, η ερευνητική ομάδα έδειξε πώς λειτουργεί αυτό. Βρήκαν ότι το TET2 ελέγχει πόσο συχνά εμφανίζεται ένας τύπος τροποποίησης γνωστός ως m5C σε ορισμένους τύπους RNA, το οποίο προσελκύει μια πρωτεΐνη γνωστή ως MBD6, η οποία με τη σειρά της ελέγχει τη συσκευασία της χρωματίνης.
Στα βρέφη, όταν τα κύτταρα διαιρούνται ενεργά σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων, το TET2 «χαλαρώνει τα ηνία» έτσι ώστε η χρωματίνη να είναι πιο εύκολη και τα βλαστοκύτταρα να μετατραπούν σε άλλα κύτταρα. Αλλά στην ενηλικίωση, το TET2 υποτίθεται ότι θα «σφίγγει τα ηνία». Εάν χαθεί αυτή η δύναμη καταστολής, η MBD6 έχει την ελευθερία να προξενήσει όλεθρο.
Καρκίνος: Γιατί οι 40άρηδες και 50άρηδες κινδυνεύουν περισσότερο – 6 βήματα για να προστατευθείτε
«Εάν έχετε μετάλλαξη TET2, ανοίγετε ξανά αυτό το μονοπάτι ανάπτυξης που θα μπορούσε τελικά να οδηγήσει σε καρκίνο -ειδικά στο αίμα και τον εγκέφαλο, επειδή αυτό το μονοπάτι φαίνεται να είναι πιο σημαντικό για την ανάπτυξη του αίματος και του εγκεφάλου», εξήγησε ο Δρ. He.
Ως τελική επιβεβαίωση, η ομάδα εξέτασε ανθρώπινα κύτταρα λευχαιμίας σε τρυβλία Petri. Όταν η ομάδα αφαίρεσε την ικανότητα των κυττάρων να δημιουργούν MBD6, σφίγγοντας αποτελεσματικά τα ηνία, τα λευχαιμικά κύτταρα πέθαναν.
Το RNA προσφέρει μια «μαγική λύση» για νέα αντικαρκινικά φάρμακα
Το πιο συναρπαστικό μέρος αυτής της ανακάλυψης για τους ερευνητές του καρκίνου είναι ότι τους δίνει ένα εντελώς νέο σύνολο στόχων για φάρμακα.
«Αυτό που ελπίζουμε ότι μπορούμε να πάρουμε είναι μια “μαγική λύση” για να απαλλαγούμε επιλεκτικά από καρκινικά κύτταρα, στοχεύοντας αυτό το συγκεκριμένο μονοπάτι που ενεργοποιήθηκε λόγω απώλειας TET2 ή IDH», σημείωσε ο Δρ. He, ο οποίος συνεργάζεται με το Polsky Center for Entrepreneurship and Innovation του UChicago για να ιδρύσει μια startup εταιρεία που θα δημιουργήσει ακριβώς ένα τέτοιο φάρμακο.
Αλλά γνωρίζουμε επίσης ότι οι μεταλλάξεις του TET2 έχουν άλλες συνέπειες εκτός από τον καρκίνο. Οι μεταλλάξεις TET2 συμβαίνουν επίσης σε μια μερίδα ννθρώπων όλων των ενηλίκων άνω των 70 ετών και συμβάλλουν σε αυξημένο κίνδυνο καρδιακών παθήσεων, εγκεφαλικού, διαβήτη και άλλων φλεγμονωδών καταστάσεων, μια κατάσταση γνωστή ως CHIP.
«Αυτοί οι ασθενείς έχουν μεταλλαγμένα αιμοσφαίρια TET2, τα οποία όμως δεν έχουν προκαλέσει ακόμη καρκίνο», εξήγησε ο Caner Saygin, ογκολόγος και επίκουρος καθηγητής ιατρικής στο Πανεπιστήμιο του Chicago Medicine που ειδικεύεται στη θεραπεία ασθενών με CHIP και συνεργάζεται επίσης με το εργαστήριο He σε πολλές εργασίες.
«Αλλά αυτά τα μεταλλαγμένα κύτταρα TET2 είναι πιο φλεγμονώδη και καθώς κυκλοφορούν, προκαλούν αυξημένο κίνδυνο για πράγματα όπως καρδιακές, ηπατικές και νεφρικές παθήσεις. Αυτήν τη στιγμή, δεν μπορώ να συνταγογραφήσω τίποτα σε αυτούς τους ασθενείς επειδή δεν έχουν ακόμη καρκίνο, αλλά αν μπορούσαμε να εξαλείψουμε αυτά τα μεταλλαγμένα κύτταρα, θα μπορούσαμε να βελτιώσουμε τη ζωή τους», κατέληξε.