Молекулярный переключатель обращает раковую трансформацию в критический момент перехода

Исследовательская группа профессора Кван-Хюна Чо из Департамента био- и мозговой инженерии KAIST зафиксировала критический переходный феномен в момент превращения нормальных клеток в раковые и, проанализировав его, обнаружила молекулярный переключатель, скрытый в генетической сети, способный вернуть раковые клетки в нормальное состояние.

Результаты работы опубликованы в журнале Advanced Science.

Критический переход — это феномен, при котором внезапное изменение состояния происходит в определённый момент времени, подобно превращению воды в пар при 100℃. Этот феномен также наблюдается в процессе, когда нормальные клетки превращаются в раковые в определённый момент времени из-за накопления генетических и эпигенетических изменений.

Исследовательская группа обнаружила, что нормальные клетки могут входить в нестабильное состояние критического перехода, где нормальные и раковые клетки сосуществуют, непосредственно перед превращением в раковые клетки в процессе опухолегенеза. Проанализировав это состояние с помощью метода системной биологии, они разработали технологию обнаружения молекулярных переключателей для обратимости рака, способную обратить процесс развития рака.

Затем эту технологию применили к клеткам колоректального рака и с помощью молекулярно-клеточных экспериментов подтвердили, что раковые клетки могут восстанавливать характеристики нормальных клеток.

Это исходная технология, которая автоматически выводит компьютерную модель генетической сети, контролирующей критический переход при развитии рака, из данных секвенирования РНК единичных клеток (single-cell RNA sequencing) и систематически находит молекулярные переключатели для обратимости рака путём анализа симуляции. Ожидается, что в будущем эта технология будет применена для разработки обратимых методов лечения других видов рака.

Профессор Чо заявил: "Мы обнаружили молекулярный переключатель, способный вернуть судьбу раковых клеток в нормальное состояние, зафиксировав момент критического перехода непосредственно перед тем, как нормальные клетки переходят в необратимое раковое состояние.

В частности, это исследование детально раскрыло на уровне генетической сети, какие изменения происходят внутри клеток в процессе развития рака, что до сих пор считалось загадкой. Это первое исследование, показывающее, что важная подсказка, способная обратить судьбу опухолегенеза, скрыта именно в этот момент изменения".