РНК и рак
Исследователи рассказали, как РНК влияют на развитие онкопатологии
Международная группа ученых и медиков с участием исследователей из НИУ ВШЭ изучила влияние микроРНК и длинных некодирующих РНК на развитие рака яичников у женщин. Ученые рассмотрели более сотни образцов опухолей и выяснили, что определенные микроРНК препятствуют мутации клеток, а длинные некодирующие РНК, связывающие их, наоборот, ее стимулируют. Полученные результаты могут помочь в разработке нового типа фармацевтических препаратов, регулирующих концентрации микроРНК у пациентов. Исследование опубликовано в International Journal of Molecular Sciences (Loginov et al., Aberrant Methylation of 20 miRNA Genes Specifically Involved in Various Steps of Ovarian Carcinoma Spread: From Primary Tumors to Peritoneal Macroscopic Metastases).
ДНК и РНК обеспечивают работу наших организмов. ДНК поколениями хранит и передает генетические данные, служит инструкцией развития клеток. РНК снимает копии с ДНК и участвует в синтезе специализированных РНК или белков, необходимых для жизни. Но также существуют и некодирующие РНК, которые никогда не «переводятся» в белки, но участвуют в молекулярных процессах, выполняют транспортные и регуляторные функции.
В зависимости от структуры и последовательности нуклеотидов регуляторные РНК могут препятствовать или, наоборот, способствовать развитию онкологических болезней. Одна из них — рак яичников, наиболее агрессивная опухоль среди злокачественных новообразований, занимающая первое место в мире по числу смертельных исходов.
Команда ученых с участием исследователей из Международной лаборатории биоинформатики ВШЭ изучила роль РНК в развитии рака яичников. Исследователи анализировали особенности тканей пациентов на разных стадиях: ранней и более поздней, когда уже появились метастазы. Всего изучили 102 опухолевых образца и контрольную группу из 102 здоровых тканей тех же пациентов.
Все ткани и органы организма устилают эпителиальные клетки. В норме эти клетки неподвижны, тесно связаны друг с другом и специальной базальной мембраной. Но когда эти клетки становятся опухолевыми, они меняют свое строение и функции. Этот процесс называют эпителиально-мезенхимальным переходом: под внешним воздействием клетка изменяет свой тип и превращается в мезенхимальную.
Ее оболочка становится тоньше, форма вытянутой. Клетки теряют связь друг с другом и базальной мембраной, становятся подвижными и проникают в кровеносное русло. Отделившиеся опухолевые клетки переносятся током крови или лимфы в другие органы и образуют метастазы, из-за чего рак прогрессирует.
Ученые выяснили, как молекулы РНК влияют на эпителиально-мезенхимальный переход. МикроРНК выполняют роль онкопротектора. Они прикрепляются к синтезирующим «опасные» белки матричным РНК и блокируют их работу. Тем самым защищают клетки от этого перехода, замедляют течение болезни.
А длинные некодирующие РНК, наоборот, усугубляют болезнь. Они перехватывают микроРНК и препятствуют их работе, из-за чего синтез белков, стимулирующих изменения клетки, происходит в прежнем объеме. Защита организма снижается, и риск образования метастазов становится выше.
Также исследование показало, что полностью блокировать синтез защитных микроРНК могут специфичные метильные группы на некодирующих участках ДНК. Метилирование — один из основных механизмов подавления активности генов. Для «выключения» гена с ним связывается небольшая молекула — метильная группа, после чего защитные РНК не образуются совсем.
Исследователи подчеркивают, что метильные группы ДНК могут как передаваться по материнской линии, так и образовываться в течение жизни, причем случайным образом. Сейчас исследуется только теория этого процесса. Влиять на метильные группы ДНК ученые пока не могут: структура слишком стабильна.
«МикроРНК сейчас — популярная тема исследования. Кодирующие РНК изучены хорошо, а исследований их регулировки еще недостаточно, и в сообществе ученых идут дискуссии, — комментирует один из авторов статьи, научный сотрудник Международной лаборатории биоинформатики ВШЭ Ольга Бровкина. — Мы подробно исследовали регулирующие элементы, которые влияют на эпителиально-мезенхимальный переход, и несколько раз проверили результаты. Я надеюсь, они смогут помочь в разработке нового типа фармацевтических препаратов, направленных на регулирование концентраций микроРНК у пациентов».
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru