Исследователи из Университета Содружества Вирджинии обнаружили механизм, с помощью которого фермент регулирует экспрессию генов и рост в клетках меланомы, открытие, которое когда-нибудь может привести к созданию более эффективных лекарств для борьбы с раком и сделать их более поддающимися лечению.
Меланома, самый серьезный тип рака кожи, очень устойчива к современным терапевтическим стратегиям по причинам, которые не совсем понятны. Новое исследование в VCU предполагает, что фермент, открытый в 2003 году, может быть использован для нацеливания на определенный генетический компонент, который помогает регулировать экспрессию генов и защищает клетки меланомы от лечения.
Результаты опубликованы на этой неделе в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
"Путем выборочного и целенаправленного воздействия на молекулы для деградации, которые служат воротами для роста, прогрессирования рака и устойчивости к терапии, можно превратить защиту раковых клеток в нападение, которое можно использовать в качестве эффективного подхода для уничтожения опухоли," сказал Пол Б. Фишер, Ph.D., профессор и заведующий кафедрой генетики человека и молекулярной генетики и директор Института молекулярной медицины ВЦУ Медицинского факультета ВЦУ.
Несколько лет назад Фишер возглавил группу ученых из Колумбийского университета для определения фермента, участвующего в остановке роста злокачественной меланомы человека и других раковых клеток. Фермент, называемый полинуклеотидфосфорилазой человека или hPNPaseold-35, заставляет раковые клетки необратимо терять свой потенциал роста и приобретать свойства более нормальных клеток – процесс, называемый терминальной дифференцировкой клеток. Фермент также важен для клеточного старения, когда клетка больше не может делиться и умирает. Кроме того, исследователи разработали новые стратегии для стимулирования экспрессии этого фермента, специфичной для раковых клеток, что снижает рост опухоли в моделях рака у животных.
Фишер, сейчас работающий в VCU, и его коллеги сообщают, что hPNPaseold-35 избирательно нацеливается на генетический компонент, известный как микроРНК-221, и разрушает его. МикроРНК – это короткие генетические компоненты, которые действуют как ручка регулировки громкости, регулируя выработку определенных белков в клетках.
МикроРНК регулируют экспрессию более трети генов человека. В последние годы было признано, что они вызывают избыточную или недостаточную экспрессию генов, связанных с большинством видов рака и других заболеваний. Исследователи изучают роль микроРНК, чтобы понять, как их можно использовать в качестве потенциальных мишеней для лечения.
Работа группы Фишера показывает, что обработка клетки ферментом hPNPaseold-35 предпочтительно разрушает микроРНК-221, микроРНК, которая повышается при множественных раковых заболеваниях, включая меланому, и которая регулирует экспрессию генов, которая способствует развитию и распространению раковых клеток. MicroRNA-221 также придает меланоме и другим видам рака способность противостоять химиотерапии.
"«Настоящее исследование представляет собой первое наблюдение, что микроРНК могут регулироваться путем избирательной деградации, обеспечивая отправную точку для разработки новых подходов к терапии меланомы и других видов рака», – сказал Фишер.
Исследование VCU также показало, что интерферон-бета, средство для лечения меланомы и других видов рака, побуждает клетки производить фермент, а также препятствует способности микроРНК-221 функционировать. Фишер сказал, что это дает одно из возможных объяснений того, как бета-интерферон подавляет рост клеток меланомы.