Z-ДНК унищожава раковите клетки

Откритата преди 50 години Z-ДНК, която представлява огледален образ на обикновената ДНК, унищожава раковите клетки, когато работата на протеина ADAR1 е блокирана.

Учени от Русия, САЩ, Китай, Япония и Австралия установяват, че така наречените „огледални“ ДНК молекули могат да противодействат не само на вирусни инфекции, но и да бъдат в основата на програма за самоунищожение на раковите клетки.

Новият начин за борба с труднолечими меланоми

Международният екип установява, че Z–ДНК провокира имунен отговор, който прилича много на начина, по който организмът отговаря на вирус. Вследствие на това клетките, които поддържат растежа на тумора, умират. В резултат тялото на пациента започва отново да реагира на терапията.

Новият метод се базира на особеностите на алтернативната структура на ДНК молекулата – Z-ДНК, която представлява двойна спирала, усукана наляво, за разлика от класическата форма на ДНК, която е усукана надясно.

В образуването на Z-ДНК на бозайниците участват два протеина. Това са ADAR1 и ZBP1. В тях присъства специален структурен компонент, който се свързва със Z-ДНК и е наречен Zα.

Протеините, които имат Zα структурен компонент, не се произвеждат в здрави клетки, но се активират при възпалителен процес. ADAR1 потиска автоимунния отговор, а другият протеин – ZBP1 прави точно обратното – активира този отговор и задейства програма за клетъчна смърт, за да унищожи заразените с вирус клетки.

Взаимодействието между двата протеина определя съдбата на раковите клетки – дали ще живеят, или ще умрат. Това показва специално изследване на водещия и настоящото проучване проф. Сидхарт Балачандран от Fox Chase Cancer Center

Двата протеина се произвеждат и в клетките на съединителната тъкан по време на развитието на рака.

Раковите клетки разчитат на ADAR1 за потискане на процесите, които водят до унищожаване на тумора.

>>> Мащабен ДНК анализ разкрива нови особености на мутациите в раковите клетки 

Докато изследват ново противораково лекарство от групата на кураксините, изследователите откриват интересен факт за молекулата CBL0137. Оказва се, че е в състояние да предизвика масово образуване на Z-ДНК и да доведе до бързата смърт на раковата клетка като активира протеина ZBP1, при това независимо от факта, че ADAR1 продължава да работи активно.

Екипът провежда тестове с мишки, които имат меланом. Директно в тумора инжектират лекарство, което съдържа молекулата CBL0137. Веднага следва имунен отговор, който убива фибробластите, които поддържат растежа на тумора. В резултат на тези процеси раковите клетки започват да реагират на имунотерапията.

Резултатите от изследването са публикувани в списанието Nature.

Екипът

Учени от различни държави и научни институти работят по настоящото изследване. Резултатите от него показват колко са важни общите действия и обединяването на учените от различните страни, които търсят отговор на въпроса как човекът да бъде победител в голямата битка с рака.

„Изследването е пример да идеалното сътрудничество. Колегите ог САЩ извършиха високотехнологични експерименти, ние осъществихме биоинформационния анализ на данните, получени от тях. Извличането на данните в нашата лаборатория намали значително времето и разходите за експерименталната част от работата“, казва ръководителката на Международната лаборатория по биоинформатика Мария Попцова.

Обединението на различни специалисти се оказа печеливша стратегия, допълва Попцова.

За Z-ДНК

Z-ДНК е открита през 1979 г. Тя се състои от двойна спирала нуклеотиди, която е усукана наляво, а не надясно като обикновената ДНК. Дълго време се смята, че тя няма съществено значение за функционирането на живите клетки. Както споделят учените, ролята и функциите й все още не са разбрани напълно. През последните няколко години обаче това се променя. Проф. Сидхарт Балачандран от Раковия център установява в няколко изследвания, че „огледалната“ ДНК играе важна роля по отношение на имунния отговор в борбата срещу вирусите.

В същото време компонентът Zα е открит от проф. Алън Хърбърт, който е научен съветник на Международната лаборатория по биоинформатика и на Националния изследователски университет.

Бъдещето

От екипа са категорични, че от работата им има значение и представлява важна стъпка напред особено по отношение на разбирането за ролята на алтернативните ДНК структури в човешкото тяло. Всички изследвания, които предстои да бъдат направени в тази сфера, отварят възможности да бъдат открити нови, а понякога и неочаквани за науката начини за лечение на сериозни заболявания с генетичен характер.

Настоящото изследване представлява подобен шанс. Предимството е, че сега между откриването на лекарство и пускането му на пазара няма да минат години, защото медикаментът CBL0137 вече е преминал клинични изпитания за безопасност.