Разные болезни – от одного комплекса генов?
Исследователи из Гарвардского университета (Бостон, штат Массачусетс), работающие под руководством Кевина Штрула (Kevin Struhl), показали, что для рака, атеросклероза, диабета и многих других болезней характерно изменение экспрессии одного и того же комплекса генов. Это указывает на участие одних и тех же нарушений биологических механизмов в развитии широкого спектра заболеваний. Авторы работы, результаты которой опубликованы в апрельском номере журнала Cancer Cell в статье «A Transcriptional Signature and Common Gene Networks Link Cancer with Lipid Metabolism and Diverse Human Diseases», считают, что выявленная ими генетическая взаимосвязь указывает на потенциальную возможность применения препаратов, используемых в лечении метаболического синдрома, сердечно-сосудистых и других распространенных заболеваний, для лечения рака.
Ученые сравнили профили транскрипции генов двух генетически идентичных линий человеческих клеток эпителия молочной железы, выделенных из ткани одной и той же женщины. Клетки одной из этих линий имели нормальный фенотип, тогда как клетки второй линии претерпели искусственно индуцированное злокачественное перерождение. После этого они провели аналогичный эксперимент с линиями человеческих фибробластов. В результате сопоставления полученных результатов они выявили 343 гена, по-разному экспрессированных в обеих моделях и представляющих собой типичный для злокачественных опухолей комплекс генов.
По словам Штрула, получение подобных результатов стало возможным благодаря использованию двух моделей. Анализ одной модели выявляет тысячи генов, экспрессия которых отличается в раковых и нормальных клетках, тогда как сравнение результатов изучения двух моделей сокращает этот список на порядок.
Авторы проанализировали полученный список генов с помощью методов биоинформатики и идентифицировали несколько семейств факторов транскрипции, участвующих в развитии воспалительных реакций и нарушениях обмена веществ. Более того, изучение литературных данных показало, что для многих из идентифицированных 343 генов ранее было показано участие в развитии диабета, ожирения, болезней сердца и других заболеваний, вносящих значительный вклад в человеческую смертность.
Для более детального изучения роли генов, участвующих в регуляции обмена веществ, но ранее не замеченных в развитии рака, авторы избирательно нокаутировали их в клетках перед последующей индукцией злокачественной трансформации. Оказалось, что семь из одиннадцати протестированных генов играли важную роль в озлокачествленни обоих типов клеток. Результаты дополнительных экспериментов показали, что липопротеин низкой плотности (ЛПНП) и рецептор к нему, играющие важную роль в патогенезе атеросклероза, задействованы и в развитии рака.
На основании полученных результатов исследователи сформулировали гипотезу, согласно которой в основе развития множества различных заболеваний лежат сходные молекулярные механизмы. Собственно идея заключается в том, что существует единый статус «больной клетки», фенотип которой и развивающееся в результате заболевание зависят от типа ткани, к которой принадлежит клетка.
Для проверки своей гипотезы авторы проанализировали воздействие препаратов, используемых для лечения различных заболеваний, в том числе диабета – метформин (metformin), артрита – целекоксиб (celecoxib) и атеросклероза – симвастатин (simvastatin), на злокачественные клетки. Одиннадцать из тринадцати протестированных препаратов подавляли рост линий раковых клеток.
Специалисты считают, что полученные результаты имеют большую ценность и указывают на целесообразность включения подобных препаратов в протоколы противоопухолевой терапии.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам The Scientist: Top killers share genes.
16.04.2010