Только в США от онкологических заболеваний ежегодно умирает более полумиллиона человек. Ученые выявили механизм, лежащий в основе одной из наиболее часто встречающихся мутаций, позволяющих опухолевым клеткам неограниченно делиться.
Около 85% раковых клеток приобретают неограниченный репликативный потенциал благодаря реактивации специфического фермента теломеразы (telomerase reverse transcriptase - TERT). Недавнее исследование показало, что высоко повторяющиеся мутации в промоторе (регуляторном участке) гена TERT являются наиболее частыми во многих типах рака, включая глиобластому и гепатоцеллюлярную карциному.
Роль теломеразы заключается в стабилизации хромосом путем удлинения теломер – защитных элементов на конце каждой хромосомы клетки. Нормальные клетки лишены теломеразной активности: с каждым клеточным делением концевые участки хромосом укорачиваются, и при достижении критической длины теломер клетки прекращают делиться или погибают. Однако теломераза активно экспрессируется в стволовых и половых клетках, которым необходимо постоянно делиться, а также в раковых клетках. Исследователи установили, что в клетках, несущих повторяющиеся мутации в гене теломеразы TERT, ошибочно возрастает экспрессия фермента, что делает клетки бессмертными.
В настоящей работе исследовательская команда из Иллинойсского Университета в Урбане-Шампейне и Калифорнийского Университета Сан-Франциско раскрыла механизм, благодаря которому эти мутации приводят к повышенному уровню экспрессии TERT. Результаты работы, опубликованной в журнале Science, находят важное применение для разработки новых более точных и персонализированных способов лечения рака и уменьшения побочных эффектов уже имеющихся методов.
Объединив вычислительный и экспериментальный анализ, исследователи выявили, что механизм повышенной экспрессии TERT в опухолевых тканях основан на специфическом транскрипционном факторе, который избирательно связывает мутантные последовательности. Транскрипционный фактор представляет собой белок, связывающий специфические последовательности ДНК и регулирующий экспрессию генов (в данном случае, гена, экспрессирующего TERT). Таким образом, мутации TERT действуют в качестве нового сайта связывания с транскрипционным фактором, контролирующим экспрессию фермента. Недавно идентифицированный транскрипционный фактор не распознает нормальную промоторную последовательность TERT и, таким образом, не регулирует его экспрессию в здоровых клетках.
Дальнейшая работа исследовательской команды показала, что один и тот же транскрипционный фактор распознает и связывает мутантный промотор TERT в опухолевых клетках различных типов рака, что подчеркивает универсальность механизма реактивации TERT.
Выявленный транскрипционный фактор и его регуляторы обладают большим потенциалом для разработки новых точных терапевтических агентов, воздействующих на опухолевые клетки, несущие мутации в TERT. Лечение, способное ингибировать TERT таргетным опухолеспецифичным образом, помогло бы преодолеть токсичность, характерную для современных препаратов, которые также необратимо воздействуют на TERT в здоровых клетках.
Основываясь на новых данных, исследовательская группа проводит эксперименты для выяснения, способно ли ингибирование активности транскрипционного фактора не только выключать экспрессию теломеразы, но и вызывать избирательную гибель клеток.
Источник: CBIO.RU
