Ускоренное старение поможет победить рак, заявляют российские ученые

Биологи из МГУ выяснили, как можно поменять структуру ядра раковых клеток таким образом, что они начнут очень быстро стареть. Это замедлит их размножение и предотвратит появление метастаз при удалении опухоли, пишут исследователи в журнале Frontiers in Genetics. 

«В этой работе мы стремились понять, каким образом изменение активности ядерной оболочки приводит к преждевременному старению, а также выяснить, не окажутся ли сходные механизмы причиной естественного процесса дряхления тела человека», – рассказал Игорь Киреев из НИИ физико-химической биологии при МГУ.

Геном человека и других животных содержит в себе огромное количество «инструкций», управляющих работой организма во время роста, нормальной жизнедеятельности и старения. Считается, что изучение генетических механизмов, включающихся во время старости, поможет продлить жизнь и молодость.

За последние два десятилетия ученые выделили множество генов, отвечающих за эти процессы, однако ни один из них не подходит на роль главного «гена старости» или «вечной молодости». С другой стороны, генетики нашли несколько десятков мутаций в разных критически важных генах, заставляющих тело человека или животных стареть в десятки раз быстрее нормы.

Самый яркий пример этого – прогерия, крайне редкая генетическая болезнь, чьи носители редко доживают до десяти лет. Она возникает в результате появления мутации длиной всего в одну «букву»-нуклеотид в гене LMNA, играющем важную роль в процессе деления клетки и в обеспечении стабильности ее ядра.

Как объясняют Киреев и его коллеги, он отвечает за сборку так называемой ламины. Она представляет собой особый белковый каркас, жесткую сеть из соединенных друг с другом белковых волокон трех разных типов. Они соединяются с нитями ДНК и с внутренним слоем молекул в оболочке ядра, скрепляя их между собой и укладывая геном внутри него особым образом.

Зачем клетка строит подобные «заборы» внутри своего ядра, биологи пока не знают. Они пытаются найти ответ на этот вопрос и раскрыть тайну развития прогерии, изучая то, как меняется структура и функции ее белков при повреждении LMNA и ряда других генов, связанных с формированием ламины.

К примеру, молекулярные биологи из МГУ уже достаточно давно пытаются понять, почему некоторые мутации в LMNA заставляют клетку вырабатывать большие количества прогерина – укороченную версию ламина А, основного компонента белковых «заборов» внутри ядра. Его накопление в клетке ведет к резкому ускорению в скорости появления новых мутаций, разрывов и прочих повреждений ДНК, что в конечном итоге заставляет клетку преждевременно постареть.

Анализируя результаты экспериментов, ученые заметили несколько интересных свойств у этого белка, которые одновременно указывают на связь между прогерией и «нормальным» старением, и позволяют использовать подобные процессы с пользой для человека.

В частности, ученые заметили, что прогерин накапливается и в клетках здоровых людей при наступлении старости или после облучения ионизирующим излучением. Подобные тельца, по словам биологов, очень похожи по своему облику и структуре на клетки носителей прогерии.

Вдобавок, накопление этого белка и в тех, и в других клетках приводит к укорочению теломер – концевых участков хромосом, одних из главных индикатора возраста человека. Эта идея натолкнула ученых на мысль, что повреждение LMNA приводит к ускорению «нормального» старения, а не к развитию похожих, но совсем других по своей природе процессов.

В пользу этого говорит то, что подавление производства прогерина приводило к омоложению подобных клеток, в том числе удлинению теломер, замедлению накопления мутаций в ДНК и прочим благотворным последствиям. Принудительная активация его производства, в свою очередь, еще сильнее ускоряла старение.

Что самое интересное, носители прогерии фактически никогда не страдают от рака, несмотря на то, что вероятность заполучить опухоль обычно резко вырастает в преклонные годы жизни из-за накопления большого числа поломок в ДНК и укорочения теломер.

Как предполагают исследователи, это связано с тем, что прогерин мешает раковым клеткам удлинять теломеры и максимально быстро делиться, а также то, что большие количества ламина, прогерина и других компонентов белкового «забора» делают ядро более жестким. Это будет мешать клеткам «сбегать» из опухоли и формировать метастазы.

С другой стороны, многие злокачественные опухоли обладают одной общей особенностью – производство ламина в них или полностью отключено, или заметно уменьшено. Это наблюдение натолкнуло ученых на мысль, что с раком можно бороться, искусственно «состаривая» опухолевые клетки.

Сейчас российские биоинформатики пытаются найти такие вещества, которые бы блокировали превращение «заготовок» ламина в нормальную версию этого белка. Его накопление в клетке, как надеются ученые, замедлит рост рака и упростит жизнь врачам.

Источник: ria.ru