Podle nové studie mohou rakovinné buňky dlužit část své destruktivní povahy jedinečné DNA ve tvaru koblihy.
Studie, která byla dnes zveřejněna (20. listopadu) v časopise Nature, zjistila, že v některých rakovinných buňkách se DNA nezabaluje do vláknitých struktur, jako je tomu u zdravých buněk - spíše se genetický materiál skládá do kruhu jako tvar, který dělá rakovinu agresivnější.
„DNA poskytuje informace nejen ve svém sledu, ale také ve tvaru,“ uvedl spoluzakladatel Paul Mischel, profesor patologie na Kalifornské univerzitě v San Diegu.
Jak si možná pamatujete z biologické třídy, většina naší DNA je pevně zabalena do jádra buněk ve strukturách známých jako chromozomy. Téměř všechny buňky mají 23 párů chromozomů, z nichž každá sestává z asi 1,82 metru DNA pevně navinuté kolem skupin proteinů, které slouží jako skafold.
Tato zaseknutá struktura umožňuje, aby některé geny byly přístupné molekulami, které „čtou“ a provádějí genetické pokyny, zatímco jiné geny zůstávají skryté. Jaké výsledky jsou vysoce regulované stroje, které brání buňce v provádění nechtěných genetických pokynů a v replikaci (vytváření nových „dceřiných buněk“) nevyzpytatelným způsobem.
"Všechno, co jsme se dozvěděli o genetice, říká, že změny by měly být pomalé," řekl Mischel Live Science. Ale před lety Mischel a jeho tým zjistili, že u určitého typu rakoviny mozku zvané glioblastom se zdálo, že nádory „se mohly měnit rychlostí, která prostě nedávala žádný smysl“. Zdá se, že nádorové buňky, jak se dělí na dceřiné buňky, nějak zesilují expresi onkogenů - genů, které mohou transformovat normální buňku na rakovinovou.
Ukázalo se, že některé z těchto zesílených kopií onkogenů se „odmotaly z chromozomů“, řekl Mischel. Poté, co se uvolnili z chromozomů, viseli na dalších částech DNA uvnitř buňky, podle článku autorů publikovaných v časopise Science v roce 2014. Poté zjistili, že tyto „extrachromosomální“ kousky DNA (ecDNA) se skutečně vyskytují u téměř poloviny lidských rakovin, ale byly zřídka detekovány ve zdravých buňkách, zjištění autoři uváděli v článku publikovaném v časopise Nature v roce 2017.
V této nové studii zjistili, proč je ecDNA tak robustní. Kombinace zobrazování a molekulární analýzy odhalila, že tyto kousky DNA jsou obaleny kolem proteinů ve tvaru prstence, podobně jako cirkulární DNA nalezená v bakteriích.
Tento prstencový tvar usnadňuje buněčnému stroji přístup k množstvím genetických informací - včetně onkogenů - tak, aby je mohl rychle přepsat a vyjádřit (například nařídit zdravé buňce, aby se stala rakovinou), uvedl Mischel. Tato snadná dostupnost umožňuje nádorovým buňkám vytvářet velké množství onkogenů podporujících nádor, rychle se vyvíjet a snadno se přizpůsobit měnícímu se prostředí.
Vědci navíc zjistili, že na rozdíl od zdravých buněk, které pravidelně a očekávaným způsobem rozdělují své geny na své dceřiné buňky, tyto rakovinné buňky distribuují svou ecDNA náhodným způsobem. Je to jako „továrna na čerpání tun a tun onkogenů“, což vedlo k tomu, že některé dceřiné buňky dostávaly více kopií onkogenů v jedné buněčné divizi, řekla Mischel.
„Jedná se o velmi vzrušující studii,“ uvedl Feng Yue, ředitel Centra pro rakovinovou genomiku na Northwestern University Lurie Cancer Center, který se výzkumu nezúčastnil. „Tato práce představuje koncepční pokrok v tom, jak ecDNA přispívá k onkogenezi u rakoviny u lidí.“
Mischel a někteří další autoři studie jsou spoluzakladateli společnosti Boundless Bio Inc., která zkoumá terapie založené na ec-DNA. Spoluautor studie Vineet Bafna je také spoluzakladatelem a má majetkový podíl ve společnosti Digital Proteomics, ale autoři tvrdí, že ani jedna společnost se tohoto výzkumu nezúčastnila.
