Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны показали, как инактивация единственного фермента может эффективно устранить агрессивную форму лейкемии. Эти принципы могут также применяться и при других видах рака.

инактивирующий

Острый Т-клеточный лимфобластный лейкоз – это редкий вид лейкемии, который более распространен у детей старшего возраста и подростков. Он поражает белые кровяные клетки, которые являются необходимым компонентом нашей иммунной системы, сражающейся с инфекциями.

Начало острого Т-клеточного лимфобластного лейкоза связано с микроРНК – малыми некодирующими молекулами РНК, которые регулируют экспрессию генов. Большинство микроРНК синтезируются при помощи фермента Dicer1, который был объектом изучения исследования по лечению острого Т-клеточного лимфобластного лейкоза. Ученые показали, что фермент Dicer1 – критически важен для развития этого заболевания, и его подавление может на самом деле предотвратить болезнь. Работа опубликована 21 июня 2015 года в журнале Blood.

МикроРНК начинают свое существование в ядрах клеток в виде шпилькообразных структур. Затем фермент под названием Dicer1 разрезает «шпильку» на две нити микроРНК. Одна нить отбрасывается, а другая образует комплекс с группой белков, который затем будет связывать и блокировать РНК, несущую представляющую интерес генетическую информацию. Внутриклеточные структуры больше не могут считывать информацию, и ген прекращает вырабатывать свой белок.

Ученые в лаборатории Фредди Радтке в Федеральной политехнической школе Лозанны показали, что Dicer1 является центральным факторов в развитии острого Т-клеточного лимфобластного лейкоза, и что его блокирование может предотвратить заболевание вообще. Они отслеживали развитие заболевания у генетически измененных мышей, у которых можно было устранить фермент Dicer1 в мышиной модели, в которой мутантный ген рака вызывал острый Т-клеточный лимфобластный лейкоз. Этот вид лейкемии развивается от относительно доброкачественной стадии к агрессивной форме, которая, в конечном итоге, убивает пациента. В этом исследовании, Фабиан Юнкер из команды доктора Радтке, «выключил» Dicer1 у мышей с разными стадиями заболевания. Цель состояла в том, чтобы увидеть, какую роль фермент играет в эволюции этого рака.

«Выключение» Dicer1 на ранней стадии острого Т-клеточного лимфобластного лейкоза полностью предотвращало развитие заболевания, несмотря на мутантный ген. Но еще более увлекательным было то, что у тех мышей, у которых Dicer1 был полностью устранен, клетки острого Т-клеточного лимфобластного лейкоза были полностью ликвидированы, что позволило всем мышам выжить. Это влияние на выживаемость было дополнительно подтверждено при помощи мониторинга за несколькими остаточными «лейкемическими» клетками, полученными от этих животных. «Вы можете увидеть, что раковые клетки погибают после устранения фермента Dicer1», — говорит Фредди Радтке.

Ключом к этой гибели клеток является производство ферментом микроРНК. Исследователи отметили, что ранее неизвестные молекулы микроРНК (miR-21) дерегулированы при остром Т-клеточном лимфобластном лейкозе у людей и мышей. Ученые также обнаружили, почему это происходит: когда человек страдает от заболевания, эти микроРНК блокируют ген, который в норме подавляет опухолевые клетки крови. Но без фермента Dicer1 не создаются miR-21, что позволяет гену подавления опухоли бороться с заболеванием.

Это исследование впервые окончательно доказало, что Dicer1 играет важную роль в развитии острого Т-клеточного лимфобластного лейкоза, чем прокладывает путь для создания новых методов лечения этого и, возможно, других видов рака. Тем не менее, поскольку речь идет о молекулах, которые настолько важны для жизнедеятельности клеток, задача состоит в том, чтобы специфически нацеливаться на представляющие интерес клетки. «Мы не можем просто пойти на подавление Dicer1 во всех тканях, — объяснил Фредди Радтке. – Так как мы убьем также и здоровые клетки». Его лаборатория сосредоточена в настоящее время на решении этого препятствия.