Исследование раскрывает механизм работы фермента, способствующего раку
Ученые-онкологи из Медицинского центра UT Southwestern помогли раскрыть функцию фермента теломеразы на клеточном уровне, которая связана с ростом раковых заболеваний.
Их последние результаты, опубликованные в журнале Molecular Cell, демонстрируют, что теломераза восстанавливает хромосомы одним из двух способов — в зависимости от того, делится ли клетка нормально или находится в состоянии стресса из-за ингибирования фермента. Это открытие может привести к созданию новых или улучшенных методов борьбы с раком, направленных на ингибирование этого фермента.
«Это значительный прогресс в нашем понимании того, как работает теломераза», — сказал доктор Вудринг Райт, профессор клеточной биологии и старший автор исследования. «Наша цель — выявить новые мишени для ингибирования теломеразы».
Количество делений клетки определяется теломерами — защитными колпачками на концах хромосом, которые указывают на возраст клетки. При каждом делении теломеры укорачиваются. Когда теломеры сокращаются до определенной длины, клетка либо умирает, либо перестает делиться. В раковых клетках фермент теломераза постоянно восстанавливает теломеры, поэтому клетка никогда не получает сигнал остановить деление.
Хотя теломераза была открыта в 1985 году, точный механизм, с помощью которого этот фермент восстанавливает теломеры, позволяя раковым клеткам делиться и расти, оставался в значительной степени неизвестным. До сих пор исследователи не знали, сколько молекул теломеразы активируется на теломерах и при каких условиях.
«В условиях нормального роста раковых клеток это одна молекула, но если искусственно укоротить теломеры, ингибировав теломеразу, то на концах теломер действует уже более одной молекулы», — пояснил доктор Райт о результатах исследования.
Действуя в качестве одной молекулы на теломерах, теломераза добавляет около 60 нуклеотидных молекул «одним махом к концу хромосомы», отметил доктор Райт.
Исследователи также обнаружили, что структуры в клетках, называемые тельцами Кахаля, помогают обрабатывать теломеразу во время активности по восстановлению хромосом. Тельца Кахаля собирают рибонуклеиновую кислоту (RNA) внутри белков.
«Теломераза использует эту RNA для добавления последовательностей на конец, и этот комплекс собирается или каким-то образом модифицируется в этих тельцах Кахаля», — сказал доктор Райт.
Ученые UT Southwestern теперь будут работать над точным определением молекул, которые доставляют теломеразу к теломерам, для потенциальной разработки ингибиторов, которые могли бы стать новыми противораковыми препаратами.
«Теперь нам нужно найти молекулы, которые это делают, в качестве мишеней для дополнительных ингибиторов», — сказал доктор Райт. «Мы определили этап, но еще не определили задействованные молекулы».
Один препарат, блокирующий теломеразу, Иметелстат (GRN163L), был разработан биотехнологической компанией Geron при участии докторов Райта и Джерри Шея, профессора клеточной биологии. Этот препарат, испытанный в UT Southwestern, в настоящее время проходит клинические испытания для лечения нескольких типов рака.