Раковите клетки са безмилостни, притежаващи зловещата способност да развият резистентност към настоящите терапии и да направят заболяването изключително предизвикателно за лечение. Но едно вълнуващо ново проучване може да е идентифицирало слабото място на рака; откритието вече е довело до почти унищожаването на болестта в клетъчните култури.
Изследването, публикувано неотдавна в списанието, разкрива как промяната на структурата на хроматина в раковите клетки може да ги направи по-лесни за унищожаване.
В клетъчното ядро, ДНК е обвита около протеини, наречени хистони. Заедно те образуват хроматин.
Задачата на Хроматин е да опакова генетичния код правилно в ядрото на клетката. Хроматинът може също да регулира кои гени са включени и изключени. В раковите клетки, обаче, хроматинът им помага да се развиват и адаптират към терапиите на рака, като по този начин им позволяват да оцелеят.
"Ако мислите за генетиката като хардуер," обяснява съавторът на изследването Вадим Бакман от инженерното училище "Маккормик" в Северозападния университет в Еванстън, Или, "тогава хроматинът е софтуерът".
"Комплексните заболявания, като рака", допълва той, "не зависят от поведението на отделните гени, а от сложното взаимодействие между десетки хиляди гени".
Така Backman и колегите му поставят основите на хроматина като ключ към борбата с резистентността към лекарствата и техниката за изображения, разработена миналата година, им помогна да научат повече за този сложен набор от макромолекули.
Предсказва смъртта на раковите клетки с хроматин
Новата техника се нарича микроскопия с частична вълнова спектроскопия (PWS) и позволява наблюдение на хроматин в живи клетки в реално време.
Освен това изследователите обясняват, че PWS им позволява да оценят хроматина в дължина от 20 до 200 нанометра, което според тях е точната точка, при която образуването на рак влияе на хроматина.
Те използват PWS за наблюдение на хроматина в култивирани ракови клетки. Те открили, че хроматин има специфична "плътност на пакетиране", свързана с генната експресия, която помага на раковите клетки да избегнат лечението.
Анализът показва, че по-хетерогенна и нестабилна плътност на пакетиране с хроматин е свързана с по-голяма преживяемост на раковите клетки в отговор на химиотерапия. По-консервативната и подредена плътност на опаковането обаче е свързана с по-голяма смърт от ракови клетки в отговор на химиотерапия.
"Само като погледнем хроматиновата структура на клетката, можем да предвидим дали тя ще оцелее или не", казва Backman. "Клетки с нормални хроматинови структури умират, защото не могат да отговорят, не могат да изследват своя геном в търсене на съпротива.
Насочване на хроматина, за да се убие ракът
Въз основа на откритието си изследователите са предположили, че промяната на структурата на хроматина, за да го направи по-организирана, може да бъде един от начините за увеличаване на уязвимостта на раковите клетки към лечение.
При по-нататъшно изследване екипът установи, че те могат да променят структурата на хроматина чрез промяна на електролитите в ядрото на раковите клетки.
Екипът изпробва тази стратегия, като използва две лекарства, които вече са одобрени от Администрацията по храните и лекарствата (FDA): целекоксиб и дигоксин.
В момента целекоксиб се използва за облекчаване на болката, докато Digoxin се използва за лечение на предсърдно мъждене и сърдечна недостатъчност. Двете лекарства обаче също могат да променят плътността на пълнене на хроматина.
Изследователите комбинират тези лекарства – които те наричат терапевтични средства за защита на хроматина (СРТ) – с химиотерапия и ги изследват върху раковите клетки в лабораторията. Според Backman те са били "забележителни".
"В рамките на 2 или 3 дни почти всяка ракова клетка умряла, защото не можела да реагира.КПТ съединенията не убиват клетките, преструктурират хроматина.Ако блокирате способността на клетките да се развиват и адаптират, това е техният Ахил ' пета."
Вадим Бакман
Докато изследователите са развълнувани от техните открития, те предупреждават, че са необходими проучвания върху животни и хора, преди да бъдат направени твърди заключения.
"Има голяма разлика между клетъчните култури и хората", казва Backman. "Вие никога не знаете как околната среда в човешкото тяло ще повлияе на поведението на рака или ако ще има непредвидени странични ефекти".
Изследователите отбелязват, че те са възпроизвели своите открития в седем различни вида рак досега, което според Backman е "много обещаващо".
