Теломеры и теломераза в стволовых клетках: двойная роль в онкогенезе

Исследователи из Института исследований старения им. Лейбница – Института Фрица Липмана (Йена, Германия) выявили ключевую роль теломер, концевых структур хромосом, в обнаружении клеток с неправильным числом хромосом (анеуплоидией). Теломеры реагируют на анеуплоидию, генерируя стрессовые сигналы, которые подавляют пролиферацию анеуплоидных клеток.

Однако теломераза — фермент, способный синтезировать теломеры, — может также поддерживать выживание анеуплоидных клеток, ослабляя теломер-индуцированные стрессовые сигналы. Таким образом, в этом сценарии она способствует канцерогенезу, а не предотвращает его.

Двойственная функция

Теломеры состоят из повторяющихся последовательностей ДНК (TTAGGG у человека) и специализированных белков. Они образуют защитные "колпачки" на концах линейных хромосом. Для полной репликации теломерной ДНК требуется активность теломеразы.

В отсутствие теломеразы укорочение теломер ограничивает продолжительность жизни клетки и предотвращает опухолеобразование. Однако клетки с чрезмерно короткими теломерами могут утратить защитную функцию, что ведёт к генетической нестабильности — основе многих типов рака. В этом случае активность теломеразы защищает от опухолеобразования.

Новое исследование (EMBO Journal) показывает, что длинные, функциональные теломеры могут чувствовать хромосомный дисбаланс и подавлять пролиферацию анеуплоидных клеток. Теломераза же позволяет таким клеткам обойти эту защитную функцию теломер. "Это как если бы доктор Джекилл внезапно превратился в мистера Хайда", — говорит д-р Чагатай Гюнес.

Новый подход к терапии

Полученные данные указывают на теломеры и теломеразу как на потенциальные мишени для терапии опухолей, но совершенно новым способом. Ранее предполагалось, что подавление активности теломеразы может уничтожить опухолевые клетки за счёт укорочения теломер, но для этого требовались бы длительные сроки лечения.

Новые результаты подразумевают, что подавление активности теломеразы может немедленно остановить пролиферацию опухолевых клеток. Также возникают вопросы для фундаментальных исследований: как именно теломеры чувствуют дисбаланс в числе хромосом и как теломеразе удаётся обойти их защитную функцию.