Podľa novej štúdie môžu rakovinové bunky dlhú časť svojej deštruktívnej povahy jedinečnej DNA „v tvare šišky“.
Štúdia publikovaná dnes (20. novembra) v časopise Nature zistila, že v niektorých rakovinových bunkách sa DNA nezhromažďuje do vláknitých štruktúr, ako je to v zdravých bunkách - skôr sa genetický materiál zloží do kruhu ako tvar, ktorý robí rakovinu agresívnejšou.
„DNA poskytuje informácie nielen vo svojej postupnosti, ale aj vo svojej podobe,“ uviedol spoluzakladateľ Paul Mischel, profesor patológie na Kalifornskej univerzite v San Diegu.
Ako si možno pamätáte z biologickej triedy, väčšina našej DNA je pevne zabalená do jadier bunky v štruktúrach známych ako chromozómy. Takmer všetky bunky majú 23 párov chromozómov, z ktorých každá pozostáva z asi 1,82 metra DNA pevne navinutej okolo skupín proteínov, ktoré slúžia ako skafold.
Táto zaseknutá štruktúra umožňuje, aby niektoré gény boli prístupné molekulami, ktoré „čítajú“ a vykonávajú genetické pokyny, zatiaľ čo iné gény zostávajú skryté. Aké výsledky sú vysoko regulované mechanizmy, ktoré bránia bunke vykonávať nevyžiadané genetické pokyny a replikovať sa (vytvárať nové „dcérske bunky“) nevyspytateľným spôsobom.
„Všetko, čo sme sa naučili o genetike, hovorí, že zmeny by mali byť pomalé,“ povedal Mischel pre Live Science. Ale pred rokmi Mischel a jeho tím zistili, že pri určitom type rakoviny mozgu nazývanej glioblastóm sa nádory „zdali byť schopné meniť sa rýchlosťou, ktorá jednoducho nedávala zmysel“. Zdá sa, že nádorové bunky, keď sa rozdelili na dcérske bunky, nejakým spôsobom zosilňujú expresiu onkogénov - génov, ktoré môžu transformovať normálnu bunku na rakovinovú.
Ukázalo sa, že niektoré z týchto zosilnených kópií onkogénov sa „viazali z chromozómov“, uviedol Mischel. Keď sa uvoľnili z chromozómov, viseli na iných kusoch DNA vo vnútri bunky. Podľa článku autorov publikovaných v časopise Science v roku 2014. Zistili, že tieto „extrachromozomálne“ kúsky DNA (ecDNA) sa skutočne vyskytujú u takmer polovice ľudských rakovín, ale zriedka sa detegovali v zdravých bunkách.
V tejto novej štúdii prišli na to, prečo je ecDNA taká robustná. Kombinácia zobrazovania a molekulárnej analýzy odhalila, že tieto kúsky DNA sú obalené okolo proteínov v tvare kruhu, podobné cirkulárnej DNA nájdenej v baktériách.
Tento tvar prsteňa uľahčuje bunkovým mechanizmom prístup k množstvu genetických informácií - vrátane onkogénov -, aby ich mohol rýchlo prepisovať a exprimovať (napríklad prikázať zdravým bunkám, aby sa stali rakovinovými), uviedol Mischel. Táto ľahká dostupnosť umožňuje nádorovým bunkám vytvárať veľké množstvo onkogénov podporujúcich nádor, rýchlo sa vyvíjať a ľahko sa prispôsobiť meniacemu sa prostrediu.
Vedci zistili, že na rozdiel od zdravých buniek, ktoré pravidelne a očakávaným spôsobom rozdeľujú svoje gény na svoje dcérske bunky, tieto rakovinové bunky distribuujú svoju ecDNA náhodným spôsobom. Je to ako „továreň na čerpanie ton a ton onkogénov“, čo vedie k tomu, že niektoré dcérske bunky dostávajú viac kópií onkogénov v jednej bunkovej divízii, uviedla Mischel.
„Toto je veľmi vzrušujúca štúdia,“ povedal Feng Yue, riaditeľ Centra pre rakovinovú genomiku v Northwestern University Lurie Cancer Center, ktorý sa nezúčastnil výskumu. „Táto práca predstavuje koncepčný pokrok v tom, ako ecDNA prispieva k onkogenéze pri rakovine ľudí.“
Mischel a niektorí ďalší autori štúdie sú spoluzakladateľmi spoločnosti Boundless Bio Inc., spoločnosti zaoberajúcej sa výskumom terapií založených na ec-DNA. Spoluautor štúdie Vineet Bafna je tiež spoluzakladateľom a má majetkový podiel v spoločnosti Digital Proteomics, autori však tvrdia, že ani jedna spoločnosť sa do tohto výskumu nezapojila.
