Ученые создают новаторскую технологию по превращению раковых клеток в нормальные
Исследователи разработали новую новаторскую технологию, которая может преобразовать некоторые раковые клетки в состояние, напоминающее нормальные клетки, не убивая их. Этот подход не только представляет собой новый способ потенциального лечения рака, но и позволяет избежать побочных эффектов, вызываемых другими методами лечения, и риска резистентности.
В качестве потенциально нового терапевтического подхода уже некоторое время предлагается реверсия рака, при которой раковые клетки возвращаются в свое дифференцированное и незлокачественное состояние. Раковые клетки часто являются «недифференцированными», что означает, что они утратили специализированные характеристики нормальных клеток.
Благодаря процессу повторной индукции экспрессии генов, связанных с дифференциацией, которые обычно мутируют или «отключаются» в раковых клетках, можно будет реактивировать их и восстановить их нормальную функцию или даже достичь «трансдифференциации», при которой раковые клетки дифференцируются в совершенно другие типы клеток (например, клетки рака молочной железы перенаправляются, чтобы стать более специализированными клетками печени).
Предыдущие исследования продемонстрировали реверсию раковых клеток, связанных с миелоидной лейкемией, раком молочной железы и гепатоцеллюлярной карциномой — разновидностью рака печени.
Однако до сих пор не было систематического определения так называемых «главных регуляторов» — специфических генов или белков, контролирующих процесс дифференцировки, — которые вызывают этот тип дифференцировки/трансдифференцировки. Это важный шаг, поскольку, выявив такие ведущие регуляторы, ученые смогут манипулировать раковыми клетками и перепрограммировать их в нераковые клетки, предлагая тем самым альтернативные или дополнительные методы лечения.
В своем последнем исследовании научная группа под руководством профессора Кван-Хюн Чо с кафедры биоинженерии и инженерии мозга Корейского передового института науки и технологий (KAIST) описала новую технологию, которая может преобразовывать клетки рака толстой кишки в фактически нормальные клетки.
Команда ученых сосредоточилась на наблюдении, что во время онкогенеза — многоступенчатого процесса превращения нормальных клеток в раковые — нормальные клетки регрессируют по траектории своей дифференцировки. Это позволило им разработать технологию, которая создает цифрового двойника генной сети, связанной с нормальной траекторией дифференцировки клетки. Благодаря такому моделированию они смогли систематически выявлять главные молекулярные переключатели, которые вызывают нормальную дифференцировку.
Когда эти переключатели применялись к клеткам рака толстой кишки, клетки возвращались в нормальное состояние. Эти результаты затем были подтверждены молекулярными и клеточными экспериментами, проведенными на животных.
Работа показывает, что реверсия раковых клеток может быть достигнута путем создания и анализа цифровых близнецов генной сети раковых клеток. Такой подход создает более систематический способ двигаться вперед, а не полагаться на случайные открытия.
Возможно, это открытие может привести к новым обратимым методам лечения рака, которые можно использовать на различных типах раковых клеток.
«Тот факт, что раковые клетки могут быть преобразованы обратно в нормальные клетки, является поразительным явлением. Это исследование доказывает, что такое возвращение может быть вызвано систематическим образом», — говорят ученые.
«Исследование представляет новую концепцию обратимой терапии рака путем возвращения раковых клеток к нормальным клеткам. Оно также разрабатывает основополагающую технологию для определения целей для реверсии рака посредством систематического анализа траекторий дифференцировки нормальных клеток».
Статья была опубликована в журнале Advance Science.