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.
- https://labs.feinberg.northwestern.edu/peter/research/dise.html