Международная группа ученых провела глубокий анализ белков, вызывающих развитие злокачественных опухолей.
Понимание того, как белки действуют в раковых клетках, поможет создать новые методы лечения, которые блокируют ключевые белки, стимулирующие рост рака, и те, что вызывают иммунный ответ на аномальные белки, созданные раковыми клетками.
Ранее эти же ученые опубликовали работу по секвенированию геномов раковых клеток. Они выявили почти 300 генов, коррелирующих с раком. Теперь специалисты изучили детали механизмов, приводящих в движение белки и их регуляторные сети, которые вызывают неконтролируемое деление клеток.
Сейчас исследователи проанализировали около 10 тысяч белков, участвующих в развитии колоректального рака, рака яичников, легких, почек, головы и шеи, матки, поджелудочной железы, молочной железы, а также злокачественных опухолей головного мозга. Работа опубликована в журнале Cell.
«Многие из этих белков, вызывающих рак, обнаруживаются в различных типах опухолей, но с низкой частотой. Когда мы анализируем многие типы рака вместе, мы увеличиваем способность обнаруживать важные белки, которые вызывают рост и распространение рака. Комбинированный анализ также позволяет нам точно определить основные общие механизмы, вызывающие рак разных типов», — сказала старший автор исследования Ли Дин, профессор Вашингтонского университета.
Помимо функции отдельных белков, эти данные помогают понять, как они взаимодействуют друг с другом, стимулируя рост раковых опухолей. Если уровни двух белков коррелируют друг с другом — например, когда один присутствует на высоком уровне, а другой всегда такой же, — это может указывать на то, что два белка действуют как партнеры. А нарушение взаимодействия поможет найти эффективный способ блокировать рост опухоли.
Также ученые обнаружили различные способы химического изменения белков для коррекции их функции. Они задокументировали, как ацетилирование и фосфорилирование могут восстановить ДНК, изменить иммунные реакции и способ сворачивания и упаковки ДНК, среди других важных молекулярных изменений, которые могут играть роль в развитии рака.
Наконец, ученые установили, что иммунотерапия, такая как ингибиторы контрольных точек (молекулы на определенных иммунных клетках, которые необходимо активировать или инактивировать), для начала иммунного ответа часто лучше всего работает при раке с большим количеством мутаций. Однако даже в этом случае они работают не для всех пациентов. Исследователи обнаружили, что большое количество мутаций не всегда приводит к обилию аномальных белков, на которые нацелена иммунная система при атаке опухоли.
«В целом этот тщательный анализ протеомных и химических модификаций многих типов рака — в сочетании с нашими знаниями в области геномики рака — предоставляет еще один слой информации, который, как мы надеемся, поможет ответить на многие текущие вопросы о том, как рак растет и умудряется уклоняться от лечения», — добавила Ли Дин.
Ранее группа американских и австралийских ученых с помощью технологии генетического редактирования на основе CRISPR-Сas9 создала бактерии, которые могут обнаруживать присутствие ДНК опухоли в живом организме. Предполагается, что в будущем так можно будет выявлять рак и другие болезни.
Автор: Дарья Сидельникова