Eliminacja genu przetrwania - nowatorskie podejście do terapii nowotworowej

Informacje o tym, w jaki sposób komórki naszego ciała mają funkcjonować, jak szybko się dzielić, jakie metabolity wytwarzać i jak utrzymać stan homeos­tazy, czyli zdrowej równowagi, zapisane są w DNA jądra komórkowego. Aby chro­nić te cenne informacje, matka natura wyposażyła nas w wiele mechanizmów zabezpieczających nić DNA przed uszko­dzeniem czy niepożądaną zmianą kodu genetycznego, czyli mutacją. Jednym z nich jest przebiegające w specyficzny sposób pozyskiwanie informacji zawar­tych w jądrach komórkowych.

Przepis na komórkę

Jądro komórkowe można porównać do książki kucharskiej zawierającej tysiące przepisów, tyle że w tym przypadku nie dotyczą one sposobu przygotowania potraw, tylko funkcjonowania poszczególnych komórek naszego ciała. Po zawarte w jądrze dane organizm sięga miliony razy dziennie, ale nie czyni tego bezpośrednio, by przez przypadek nie uszko­dzić jego cennej zawartości i nie zmienić ani jednego zapisu. Dla bezpieczeństwa korzysta z RNA, na które niczym na kartkę z notatnika przepisuje potrzebny prze­pis – dopiero w takiej formie informacja opuszcza jądro i może zostać wykorzystana przez komórki.

Oczywiście każdy przepis trzeba najpierw w tej „książce” znaleźć, a spisem treści są w tym przypadku konkretne sekwencje genów (promotory), które wskazują na jego początek. Z nimi łączy się mały fragment RNA i rozpoczyna odczyt. Co ciekawe, organizm może za pomocą tych krótkich nici RNA pobudzić przepisywa­nie danych lub je zablokować, decydując w ten sposób o ekspresji konkretnych genów, czyli o tym, które z nich zostaną uruchomione, a które uśpione.

Jak działają komórki nowotworowe?

Komórki nowotworowe mają jeden cel – szybko się namnażać i unikać zapro­gramowanej genetycznie śmierci, czyli apoptozy. W tym celu stosują różne sztuczki. Należy do nich wyciszanie genów decydujących o śmierci komórki, które powinny zostać aktywowane, gdy organizm rozpoznaje komórkę jako przedrakową, a także aktywacja genów odpowiedzialnych za podziały komór­kowe, powodująca szybkie namnażanie się komórek nowotworowych. Organizm nie jest jednak bezbronny i stara się zapanować nad zbuntowanymi komór­kami. W tym celu uruchamia wszystkie dostępne mechanizmy, również gene­tyczne, zapobiegające nadmiernym podziałom, do których należy między innymi tak zwany kod śmierci, i stara się zmusić komórki rakowe do apoptozy.

Jak pokonać raka?

Badający ludzki genom amerykańscy naukowcy odkryli proces nazywany śmiercią poprzez wymuszoną eliminację genu przetrwania (ang. death by indu­ced survival gene elimination, DISE). Dostrzegli też, że sekwencje kodu gene­tycznego związane z uruchomieniem DISE obecne są w wielu genach odpo­wiedzialnych za powstawanie nowotwo­rów i pozwalających im na przetrwanie. Ich aktywacja uniemożliwia komórkom rakowym namnażanie się i wymusza na nich apoptozę. Autorzy badania uważają, że jest to rodzaj wyłącznika nowotwo­rów, w który natura wyposażyła nas na początku ewolucji, zanim jeszcze powstał układ immunologiczny.

Aby uruchomić DISE potrzebne są krótkie sekwencje interferujące RNA, nazywane siRNA, składające się jedynie z sześciu nukleotydów. Łączą się one z genami odpowiedzialnymi za szybkie namnażanie komórek raka i wyłączają je już na początku przepisywania „prze­pisu”. Co ważne, ich wpływ na zdrowe komórki jest znikomy. W odpowiedzi na powstanie nowotworu organizm sam wytwarza siRNA uruchamiające DISE, ale w jaki dokładnie sposób, tego jeszcze nie wiemy, trwają badania mające wyjaśnić mechanizm powstawania interferują­cego RNA. Kierujący badaniami dr Mar­cus Peter jest pełny optymizmu i twierdzi, że skoro poznaliśmy kod śmierci raka, możemy teraz praco­wać nad sposobami uruchamia­nia go i niszczenia w ten sposób nowotworów.

Choć lekarze potrafią już wpływać na aktywność pojedynczych genów związanych z powstawaniem raka, za jego rozwój odpowiada wiele z nich i to w różnych kombinacjach, zależnych od rodzaju nowotworu, a to czyni walkę z nimi bardzo trudną. DISE jest wspólnym mia­nownikiem wszystkich komórek rakowych, jeśli zatem dokładnie zrozumiemy ten proces i nauczymy się korzystać z siRNA, pokonamy raka. Pierwsze eksperymenty są bardzo obie­cujące, udało się bowiem za pomocą siRNA aktywującego DISE osiągnąć zmniejszenie guza jajnika u myszy i to bez żadnych skutków ubocznych¹.