Ученые нашли новую мишень для противораковых препаратов

Ученые из Юго-Западного Медицинского Центра при Университете Техаса (University of Texas Southwestern Medical Center, UT Southwestern, США) обнаружили, что процесс альтернативного сплайсинга, который позволяет одному гену кодировать множество белков, может стать новой потенциальной мишенью для «антителомеразной» терапии рака. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Cell Reports.

В большинстве раковых клеток повышена экспрессия теломеразы – фермента, достраивающего концевые участки хромосом, которые укорачиваются при каждом делении клетки. Теломераза обеспечивает компенсацию концевой недорепликации хромосом, что позволяет клетке делиться неограниченно долго. Теломеразная активность повышена в опухолевых клетках, что делает этот фермент потенциальной мишенью для противораковых препаратов. До сих пор ученые не смогли обнаружить эффективные ингибиторы фермента. Результаты нового исследования, проведенного доктором Вудрингом Райтом (Woodring Wright) и его коллегами из UT Southwestern, демонстрируют новый подход к блокированию активности теломеразы, активирующей бесконтрольное деление злокачественных клеток.

Альтернативный сплайсинг позволяет «собирать» генетическую информацию разными способами, то есть из одного гена могут продуцироваться разнообразные белки. Этот процесс контролируется последовательностями ДНК, непосредственно прилежащими к белок-кодирующему гену. По словам доктора Райта, у гена теломеразы области контроля расположены очень далеко от областей кодирования белка, и они содержат необычные последовательности ДНК. По мнению ученого, нестандартная структура ДНК говорит о том, что у людей активность теломеразы регулируется различными способами. Доктор Райт считает, что это свойство можно использовать при создании ингибиторов фермента.

Большинство сплайсинговых вариантов гена теломеразы находится в неактивном состоянии. Исследовательская команда под руководством доктора Райта продемонстрировала, что можно «сместить» сплайсинг, чтобы в клетке начала синтезироваться теломераза, обладающая более низкой активностью. Предложенный метод представляет собой инновационный подход к лечению онкологических заболеваний.

В большинстве тканей блокирование теломеразы происходит во время их развития. После этого длина теломер уменьшается, что ограничивает количество клеточных делений. В результате теломеры теряют свою защитную функцию: ограниченный жизненный цикл клетки препятствует ее злокачественному перерождению, предотвращая накопление мутаций в генетическом аппарате.

Результаты доклинических испытаний показали, что после ингибирования теломеразы клетки теряют свое «бессмертие»: теломеры начинают уменьшаться с каждым клеточным делением, а затем наступает клеточная гибель. В случае запущенной формы онкологического заболевания возможно хирургическое удаление опухолевой ткани, назначение курса традиционной химиотерапии, а также применение ингибиторов теломеразы, которые предотвратят развитие рецидива заболевания, вызванного единичными сохранившимися после лечения злокачественными клетками.

По мнению доктора Райта, метод альтернативного спласинга также можно применять в регенеративной медицине. По словам ученого, длина теломер стволовых клеток сокращается по мере старения организма, что в результате нарушает их нормальное функционирование. Доктор Райт считает, что при определенных условиях усиление или снижение активности теломеразы может значимо повлиять на терапевтические подходы к лечению онкологических заболеваний и методы борьбы со старением.

Результаты исследования ученых из Юго-Западного Медицинского Центра при Университете Техаса выявили новую мишень для будущих противораковых препаратов, ингибирующих фермент теломеразу. (фото: UT Southwestern Medical Center)

По материалам UT Southwestern Medical Center

Оригинальная статья:
Mandy S. Wong, Ling Chen, Christopher Foster, Radhika Kainthla, Jerry W. Shay, Woodring E. Wright. Regulation of Telomerase Alternative Splicing: A Target for Chemotherapy. Cell Reports, 2013; DOI: 10.1016/j.celrep.2013.03.011