Vědci pozorovali nebezpečnou duplikaci genomu vedoucímu k tvorbě rakoviny

Foto: Pixabay / Ilustrační foto

Podle tiskové zprávy AAAS zveřejněné v Eureka Alert, vědci z Lékařské fakulty univerzity Johnse Hopkinse tvrdí, že při práci s lidskými prsními a plicními buňkami, zmapovali molekulární dráhu, která může buňky svést na nebezpečnou cestu příliš častého duplikování genomu, což je charakteristickým znakem rakovinných buněk.

Zjištění publikovaná v časopise Science odhalují, co se pokazí, když skupina molekul a enzymů spustí a reguluje takzvaný „buněčný cyklus“, opakující se proces tvorby nových buněk z jejich genetického materiálu.

Tyto poznatky by mohly být využity k vývoji terapií, které přeruší zádrhele v buněčném cyklu a mohou zastavit růst rakoviny, navrhují vědci.

Při replikaci se buňky řídí řádným postupem, který začíná vytvořením kopie celého genomu, následuje oddělení kopií genomu a nakonec dochází k rovnoměrnému rozdělení replikované DNA do dvou „dceřiných“ buněk.

Lidské buňky mají 23 párů každého chromozomu, polovinu od matky a polovinu od otce, včetně pohlavních chromozomů X a Y, neboli celkem 46, ale je známo, že rakovinné buňky procházejí mezistupněm, který má dvojnásobný počet, tedy až 92 chromozomů. Jak k tomu dochází, bylo doposud záhadou.

„Vědci z oboru pro studium rakoviny si stále kladou otázku: Jak se genomy rakovinných buněk tak zhoršují?“ říká doktor Sergi Regot, Ph.D., docent molekulární biologie a genetiky na Lékařské fakultě Univerzity Johnse Hopkinse. „Naše studie zpochybňuje základní znalosti o buněčném cyklu a nutí nás přehodnotit naše představy o tom, jak je cyklus regulován.“

Regot říká, že buňky, které jsou po zkopírování genomu vystaveny stresu, se mohou dostat do klidového nebo senescentního stádia a chybně riskovat, že svůj genom zkopírují znovu. A nakonec jsou tyto spící buňky smeteny imunitním systémem poté, co jsou "rozpoznány" jako chybné. 

Jsou však případy, zejména s přibývajícím věkem člověka, kdy imunitní systém tyto buňky nedokáže odstranit. Ponecháme-li je v těle samotné, mohou abnormální buňky znovu replikovat svůj genom a při dalším dělení zamíchat chromozomy a způsobit tak začátek růstu rakoviny.

Ve snaze zjistit podrobnosti o molekulární dráze, která se v buněčném cyklu pokazí, se Regot a postgraduální výzkumný asistent Connor McKenney, který vedl tým, zaměřili na lidské buňky, které lemují prsní kanálky a plicní tkáň. Důvod: Tyto buňky se obecně dělí rychleji než jiné buňky v těle, což zvyšuje možnosti vizualizace buněčného cyklu.

Regotova laboratoř se specializuje na zobrazování jednotlivých buněk, díky čemuž je zvláště vhodná k odhalení velmi malého procenta buněk, které nevstoupí do klidového stádia a pokračují v replikaci svého genomu.

Pro tuto novou studii tým zkoumal tisíce snímků jednotlivých buněk, když procházely buněčným dělením. Výzkumníci vyvinuli svítící biosenzory pro označení buněčných enzymů nazývaných cyklin dependentní kinázy (CDK), známé pro svou roli při regulaci buněčného cyklu.

Regot říká, že probíhají klinické studie testující látky poškozující DNA s léky, které blokují CDK. „Je možné, že kombinace léků může u některých rakovinných buněk podnítit dvojnásobnou duplikaci jejich genomu a vytvořit heterogenitu, která v konečném důsledku uděluje rezistenci vůči lékům,“ říká Regot.

Článek byl upraven z tiskové zprávy AAAS, vědecká studie byla publikovaná v časopise Scienece.