Согласно исследованию, генетические мутации могут способствовать образованию опухолей

Новое исследование показало, что генетические мутации в форме немелкоклеточного рака легкого (НМРЛ) могут приводить к образованию опухоли за счет размытия восприятия клетками ключевых сигналов роста. Здоровые клетки полагаются на центральный сигнальный путь роста Ras / Erk (также известный как путь Ras / MAPK) для интерпретации внешних сигналов о том, как и когда расти, делиться и мигрировать, но дефекты в том, как эти сообщения передаются, могут привести к тому, что клетки будут выходят из-под контроля и агрессивно вторгаются в другие части тела. Такие мутации обнаруживаются в большинстве случаев рака человека, что делает лечение дефектов Рас / Эрк «святым Граалем» исследований рака. Также читайте – Рак простаты: снизьте риск этого заболевания, выпивая несколько чашек кофе в день.

Оптогенетика, в которой светочувствительные белки генетически встраиваются в клетки, чтобы заставить их реагировать на импульсы света, стала революционным лабораторным методом в неврологии. Это позволяет исследователям с исключительной точностью контролировать и изучать модели электрической активности в сетях нейронов. Используя тот же подход для изучения паттернов химической коммуникации внутри отдельных клеток, новое исследование показало, что некоторые мутации Ras / Erk могут вызывать рак, изменяя время, а не интенсивность сигналов клеточного роста. Новое исследование также показывает, что это размытие синхронизации сигналов может объяснить, почему некоторые целевые препараты, предназначенные для отключения дефектной передачи сигналов Ras / Erk, могут парадоксальным образом активировать путь, вместо этого потенциально повышая риск образования новой опухоли. Также читайте – Рак щитовидной железы: внутриутробное воздействие может увеличить риск этого заболевания.

«Этот новый метод похож на диагностический инструмент, который мы подключаем к больной клетке, который позволяет нам стимулировать и опрашивать клетку с помощью множества световых стимулов, чтобы увидеть, как она реагирует», – сказал Венделл Лим, старший автор исследования. Читайте также – Когда рак распространяется на печень: Как обойти это опасное осложнение

Путь Ras / Erk сложен, но в его основе лежит каскад из четырех белков – Ras, Raf, Mek и Erk – которые активируют друг друга, как цепочка падающих домино в ответ на сигналы роста извне клетки.

Ras сидит на клеточной мембране и принимает входящие сигналы, затем передает их Raf и Mek, которые обрабатывают и усиливают их, пока, наконец, Erk (также называемый MAP-киназой или MAPK) не переносит сигнал в ядро ​​клетки, где он может активироваться.

соответствующие генетические программы.

Чтобы отслеживать реакцию клеток на различные паттерны активации Ras, исследователи сконструировали систему OptoSOS в нескольких линиях здоровых и раковых клеток и поместили разные группы этих клеток в ряд небольших лунок в лабораторной посуде. Осветив эту чашку специально разработанным устройством, получившим название optoPlate, команда смогла быстро стимулировать сотни различных экспериментальных групп клеток с помощью различных тестовых шаблонов и одновременно считывать их ответы под микроскопом.

Эти методы показали, что здоровые клетки выборочно реагируют на длительные сигналы роста, игнорируя при этом мерцающие сигналы, предположительно считая их несущественным «шумом». Напротив, исследователи обнаружили, что некоторые линии клеток немелкоклеточного рака легкого (НМРЛ), по-видимому, неверно интерпретируют эти прерывистые шумные сигналы как более сильные, устойчивые сигналы, вызывающие чрезмерный рост и образование опухоли.

Это неправильное считывание сигналов, по-видимому, происходит из-за определенного типа мутации в белке B-Raf, который нарушает синхронизацию входящих сигналов роста, обнаружили исследователи, заставляя короткие импульсы активации Ras дольше отражаться в пораженной клетке – аналогично тому, как педаль «сустейн» на пианино заставляет отдельные ноты вытягиваться и размываться.

Когда исследователи активировали Ras в здоровых клетках коротким импульсом стимуляции OptoSOS, Erk включался и выключался снова с задержкой примерно в две минуты. Напротив, в мутантных клетках B-Raf после стимуляции OptoSOS для исчезновения активности Erk требовалось 20 минут, а дальнейшие эксперименты показали, что это привело к активации последующих генетических программ, связанных с ростом и пролиферацией клеток.

Исследователи также показали, что некоторые нацеленные противораковые препараты, которые предназначены для выключения сверхактивных компонентов сигнального пути Ras / Erk, могут размывать точность передачи сигналов, как это делают мутации B-Raf. В частности, они обнаружили, что вемурафениб и SB590885 – часть класса препаратов, называемых ингибиторами B-Raf, активирующими парадокс, – значительно замедляют то, как долго активность Ras / Erk прекращается после стимуляции OptoSOS, что может помочь исследователям понять известный риск этих препаратов. запуска новых опухолевых образований у пациентов.

Источник: ANI

Источник изображения: Shuttertock

Опубликовано: 1 сентября 2018 г. 12:40 | Обновлено: 1 сентября 2018 г. 12:42