Почему опухоли растут так быстро?

Эмбриональные клетки должны быстро расти и иметь возможность трансформироваться в различные типы тканей. Клетки полагаются на генетические программы, которые со временем отключаются по мере созревания тканей. Рак реактивирует эти программы, давая болезни эмбриональный потенциал для ускорения роста.

Исследователи из Центра геномной регуляции (CRG) показали, что раковые клетки также меняют свои инструменты редактирования, чтобы они напоминали инструменты эмбриона. Это факторы сплайсинга, белки, которые редактируют РНК после копирования ее из ДНК, перестраивая различные сегменты последовательности, чтобы изменить послание гена.

Обычно факторы сплайсинга помогают клеткам адаптироваться к изменяющейся среде, давая им возможность создавать разные белки из одного и того же гена. Исследование показало, что раковые клетки активируют факторы сплайсинга, которые обычно активны только на ранних стадиях развития. способствует росту опухоли.

«Мы обнаружили, что рак не изобретает новых трюков. Вместо, повторно использовать старые программы «которые клетки обычно используют на ранних стадиях развития, когда необходим быстрый рост», — говорит доктор Микель Англада-Джирото, ведущий автор исследования в Центре геномной регуляции.

Исследователи описывают, как рак берет под контроль редакторы генов клетки. Когда активируются триггеры рака, в частности известный онкоген MYC, баланс факторов сплайсинга изменяется. Сеть настолько тесно взаимосвязана, что изменение одной части вызывает эффект домино во всей системе.

Когда MYC или другой путь роста, инициирующий рак, активируется, поведение нескольких редакторов-«инициаторов» изменяется, запуская цепную реакцию, которая активирует факторы сплайсинга, которые стимулируют рост клеток, в то время как подавляет защитные факторы которые обычно держат рост под контролем.

«В сочетании с другими дефектами, которые накапливаются в клетке, этот широкомасштабный сброс факторов сплайсинга меняет баланс между здоровым ростом и переходом всей системы в режим рака», — объясняет доктор Англада-Джирото.

Исследование помогает объяснить, почему рак является таким страшным заболеванием, а также предлагает новые возможности лечения. Если врачи смогут обнаружить, когда факторы сплайсинга начинают меняться, могли обнаружить рак раньше. И если лекарства смогут воздействовать на один фактор сплайсинга, их эффект может распространиться на всю сеть и замедлить или остановить рост опухоли.

Открытие стало возможным благодаря исследователям, обучающим модель искусственного интеллекта интерпретировать широкую картину активности генов в клетках и делать выводы о том, какие факторы сплайсинга действуют в фоновом режиме. Раньше ученым приходилось анализировать каждую небольшую модификацию в каждой молекуле РНК — дорогостоящий и трудоемкий процесс.

Авторы исследования полагают, что с помощью нового инструмента исследователи теперь могут сканировать тысячи существующих наборов данных чтобы увидеть, как ведут себя факторы сплайсинга, помогая понять, как рак берет контроль над клеткой, и выявить скрытые слабости.