Хотя у каждого второго человека в течение жизни развивается та или иная форма рака, мы еще многого не знаем об этом заболевании. Но благодаря постоянным исследовательским усилиям мы продолжаем узнавать больше о биологии рака. Одно из этих недавних открытий может даже изменить наше понимание того, как развивается рак .
Но прежде чем мы поговорим о новом открытии, давайте сначала обсудим классическую теорию, которая пытается объяснить, почему нормальные клетки становятся раковыми. Эта теория утверждает, что мутации ДНК являются основной причиной рака.
Хорошо известно, что старение, а также некоторые факторы образа жизни и окружающей среды (например, курение и УФ-излучение) вызывают случайные мутации ДНК (также известные как генетические изменения) в наших клетках. Большинство генетических изменений вызывают гибель клеток или не имеют последствий. Однако некоторые мутации способствуют выживанию клеток. Если в клетке произойдет достаточное количество мутаций ДНК, «продлевающих жизнь», эта клетка станет практически бессмертной, начав серию неконтролируемых дупликаций, которые порождают рак. Эта теория была подтверждена обширными экспериментальными данными .
Однако эта теория придает большое значение мутациям ДНК, которые необратимы и на которые часто трудно воздействовать с помощью лекарств. Таким образом, если рак вызван только генетическими мутациями, наша способность уничтожать раковые клетки может быть ограничена.
Интересно, что существуют и другие теории о том, как возникает рак. Если эти теории также верны, мы могли бы разработать более эффективные способы профилактики и лечения рака.
Одна из этих новых теорий была проверена исследователями в недавней публикации журнала Nature . Это исследование было проведено на плодовых мухах (которые имеют 75% генов, связанных с болезнями человека). Исследователи использовали мух, чтобы выяснить, может ли рак быть вызван эпигенетическими изменениями — обратимыми «метками», которые добавляются в геном для включения и выключения генов.
«Генетика» и «эпигенетика» могут звучать одинаково, но они обозначают два совершенно разных процесса. Чтобы понять разницу между генетическими мутациями и эпигенетическими изменениями, представьте себе свою ДНК как книгу, содержащую некоторую информацию, необходимую для создания себя.
Согласно этой метафоре, каждый ген будет эквивалентом предложения в этой книге. Генетическая мутация будет соответствовать использованию ручки для вычеркивания или изменения предложения. После этого вы не сможете отменить его.
Эпигенетические метки — это более тонкие изменения — например, подчеркивание предложения карандашом или использование закладки для быстрого доступа к определенной странице. Эти изменения достигаются путем добавления или удаления небольших молекул к самой ДНК или к белкам, тесно связанным с ДНК. Таким образом, эпигенетические изменения обратимы, но они могут оказать глубокое влияние на то, как ваши клетки «читают» ДНК.
Эпигенетические метки необходимы для включения и выключения генов во время развития (например, помогают нам формировать глаза в утробе матери). Эпигенетические метки также создают мост между внешней средой и генами. Например, эпигенетическая регуляция генов позволяет животным адаптироваться к смене времен года .
Долгое время эпигенетические метки считались слишком мимолетными, чтобы вызвать рак. Но предыдущие работы нашей исследовательской группы и многих других показали, что раковые клетки накапливают несколько эпигенетических изменений – и эти изменения могут способствовать выживанию раковых клеток так же эффективно, как и мутации ДНК. Это предполагает, что рак развивается вследствие накопления как генетических, так и эпигенетических изменений.
Однако предыдущие исследования в этой области не имели достаточных доказательств того, что эпигенетические изменения могут вызывать рак при отсутствии мутаций ДНК. Недавнее исследование Nature впервые показало, что временного изменения эпигенетических меток – даже без мутации ДНК – достаточно, чтобы вызвать рак.
Лечение рака
Это не только интересный с научной точки зрения результат, но и свидетельство, которое может изменить способ лечения некоторых видов рака, особенно если эти результаты подтвердятся в будущих исследованиях.
Если эпигенетические изменения способствуют развитию рака, исследователи могли бы разработать эпигенетические методы лечения этого смертельного заболевания. Многие ученые и фармацевтические компании работали над этим в течение последних нескольких десятилетий.
Эти методы лечения позволят перепрограммировать раковые клетки, изменив распределение обратимых эпигенетических меток. Это позволит клеткам вернуться к своему нормальному поведению, тем самым остановив неконтролируемое размножение.
Некоторые из этих новых эпигенетических препаратов в настоящее время одобрены в некоторых странах для лечения рака крови и саркомы . Другие эпигенетические препараты проходят клинические испытания для лечения наиболее распространенных типов рака, включая рак молочной железы и простаты.
Эпигенетическая теория рака также имеет значение для выявления рака. Следы аномальных эпигенетических меток выделяются раковыми клетками и могут быть обнаружены в крови онкологических больных. Вот почему мы с коллегами описали анализ крови , который позволяет обнаружить эпигенетические метки в небольшом количестве крови. Поскольку мутации ДНК также можно обнаружить в крови больных раком, сочетание генетических и эпигенетических тестов может сделать обнаружение рака еще более точным.
Эпигенетическую терапию также можно сочетать с традиционными методами лечения рака, такими как хирургическое вмешательство или лучевая терапия, которые во многих случаях очень эффективны.
Наша команда также предположила, что эпигенетические препараты и тесты потенциально могут быть использованы для разработки более эффективных и точных методов лечения, оптимизированных для каждого пациента, хотя до этой технологии еще далеко.
Хотя эпигенетическая теория рака объясняет важные аспекты прогрессирования заболевания, это не означает, что классическая теория рака неверна. Эта новая теория обогащает наше понимание сложного явления, напоминая нам, что о раке еще многое предстоит узнать.
Следующими шагами в этом исследовании будет проверка эпигенетической теории на других моделях, таких как человеческие клетки, для дальнейшего развития точных методов лечения.
Add a Comment