Mechanizm niszczący nowotwór do niedawna marzenie wielu ludzi i naukowców. Po ośmiu latach analizowania ludzkiego genomu i molekuł go kontrolujących grupa badaczy odkryła sposób na uruchomienie mechanizmu autodestrukcji komórek rakowych. Zespołem z Northwerstern University kierował Marcus Peter.

RNA – klucz. Czym jest RNA?

RNA (kwas rybonukleinowy) jest jednym z dwóch podstawowych typów kwasów nukleinowych obecnych w komórkach. Jest on niezbędny do przenoszenia informacji genetycznej oraz pełni ważną rolę w procesie translacji, w którym informacja genetyczna zawarta w DNA jest przekształcana na białka. RNA pełni różne funkcje w komórkach, ale również odgrywa kluczową rolę w przenoszeniu informacji genetycznej, regulacji genów i przenoszeniu informacji.

Przełomowy mechanizm niszczący nowotwór – DISE

Ten przełomowy mechanizm polega na wykorzystaniu małych cząsteczek kwasu rybonukleinowego (siRNA), które oddziałują na wiele genów odpowiedzialnych za szybkie namnażanie się niebezpiecznych komórek nowotworowych. Jednocześnie geny te mają niewielki wpływ na zdrowe komórki, co ma świadczyć o bezpieczeństwie metody.

Analizując wyniki dwóch innych niedawnych badań  naukowcy scharakteryzowali proces nazwany DISE. To skrót od „Death By Induced Survival gene Elimination”, co możemy przetłumaczyć na „śmierć poprzez wymuszoną eliminację genu przetrwania”. Aby uruchomić ten mechanizm, konieczne jest wykorzystanie sekwencji składających się z sześciu nukleotydów.

Sekwencje związane z DISE zostały odnalezione w obszarach RNA niekodujących, które nie są zaangażowane w syntezę białek. Ich celem jest wywołanie aktywności konkretnych genów. Badania wykazały, że istnieją fragmenty łańcucha RNA, które mają zdolność hamowania wzrostu nowotworów, a właśnie tam zauważono sekwencje DISE. Dodatkowo, podczas innych analiz, zauważono je również wewnątrz sekwencji kodujących tworzenie się białek.

„Mechanizm” niszczący nowotwór – zmusza złe komórki do samobójstwa

Marcus Peter przekonuje, że ten system obronny, który istnieje od około 500 milionów lat i mógł być mechanizmem, który zmuszał złe komórki do samobójstwa. System ten chronił tym samym wielokomórkowe organizmy przed rozwojem nowotworów, zanim układ immunologiczny był w pełni rozwinięty.

Podczas serii eksperymentów wykazali, że można tego procesu użyć do tworzenia siRNA wywołujących DISE. Według ich wyników około 3% całego kodu RNA może uruchamiać antyrakowego bezpiecznika.

– To jakby popełnić samobójstwo wbijając sobie nóż, strzelając sobie w głowę i skacząc z budynku jednocześnie. Nie da się przeżyć – wyjaśnia Peter. Badania pokazały, że nowotwory nie są w stanie zyskać odporności na DISE.

DISE w komórkach nowotworowych myszy

Opublikowane w 2017 roku w Oncotarget badania tej samej grupy opisują użycie nanocząstek do przeniesienia siRNA zawierającego kod DISE do komórek nowotworowych w jajnikach myszy. Zarejestrowano znaczne zmniejszenie się guza przy braku efektów ubocznych. Trwają prace nad wzmocnieniem działania tej metody terapii.

Odkrycie budzi wiele nadziei – czy będzie skuteczną formą terapii dla ludzi?

– Bazując na tym czego się dowiedzieliśmy podczas poprzednich badań możemy stworzyć sztuczne mikroRNA, które są znacznie potężniejsze w walce z rakiem niż te stworzone przez naturę – przekonuje Peter.

– Teraz, gdy znamy kod śmierci, możemy uruchamiać ten mechanizm bez użycia chemioterapii oraz bez mieszania w ludzkim genotypie – tłumaczy Peter. Obecne genetyczne terapie jeszcze nie są w stanie poradzić sobie z wieloma agresywnymi nowotworami: płuc, mózgu, jajników czy trzustki. Ich działanie ogranicza się do aktywowania jednego genu za każdym razem, podczas gdy na nowotwór składa się aktywność wielu genów. Metoda z wykorzystaniem DISE zabija komórki nowotworowe za pomocą brutalnego i jednoczesnego ataku.

Odkrycie tego mechanizmu otwiera nowe perspektywy w zwalczaniu raka poprzez jednoczesne i skoordynowane działanie na wiele genów. Mechanizm ten uniemożliwia nowotworom rozwinięcie oporności na terapię.

Wiemy że przed zastosowaniem tej metody na szeroką skalę w praktyce klinicznej, konieczne są dalsze badania. Dalsze badania i rozwój tej terapii, aby zapewnić jej skuteczność, bezpieczeństwo i nadzieję wielu ludziom.

Źródło: national-geographic.pl