Механизм канцерогенеза при неполном клеточном репрограммировании in vivo

Исследовательская группа под руководством профессора Ясухиро Ямады из Центра исследований и применения iPS-клеток (CiRA) Киотского университета обнаружила, что при неполном репрограммировании клеток in vivo происходят эпигенетические модификации, способствующие канцерогенезу.

iPS-клетки и раковые клетки обладают общим свойством — способностью к неограниченной пролиферации. Однако если рак возникает в результате серии генетических мутаций, то iPS-клетки создаются путем репрограммирования соматических клеток, которое не обязательно связано с мутациями.

Когда клетки мыши подвергались in vivo воздействию четырех факторов репрограммирования (Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc) таким образом, чтобы вызвать неполное репрограммирование, происходили значительные изменения в паттерне метилирования ДНК (эпигеноме), что приводило к опухолеобразованию в различных тканях. Опухоли, возникшие в почке в результате этого процесса, были очень похожи на опухоль Вильмса (нефробластому) — детский рак почки — по гистологическим и молекулярно-биологическим признакам.

Исследование клеток этих опухолей не выявило генетических мутаций, но обнаружило модификации в эпигеноме, который приобрел паттерн, напоминающий паттерн плюрипотентных стволовых клеток. Более того, ученые смогли получить нормальные клетки почки из iPS-клеток, созданных путем репрограммирования опухолевых клеток. Эти находки указывают на возможность того, что эпигенетическая регуляция может способствовать опухолеобразованию при определенных типах рака.

Результаты исследования показывают, что при определенных типах опухолей рак может быть вызван не генетическими мутациями, а эпигенетическими изменениями. Другими словами, если бы удалось изменить эпигенетические условия, можно было бы изменить свойства раковых клеток, что в будущем может привести к новым методам терапии рака.

Кроме того, в данном исследовании с помощью технологии iPS-клеток был разработан метод эпигенетической регуляции, не вызывающий геномных мутаций. Использование технологии iPS-клеток таким образом может привнести новые перспективы в исследования заболеваний.