Учёные выразили надежду на возможность лечения некоторых самых агрессивных видов рака, направив усилия на устранение небольших фрагментов злокачественного ДНК, которые способствуют росту опухолей и делают их устойчивыми к химиотерапии.
Прорыв был достигнут в ходе совместного исследования США и Великобритании, которое показало, что во многих трудноизлечимых случаях рака присутствуют петли злокачественного генетического материала, критически важные для выживания опухолей и их способности противостоять лечению.
Анализ 39 различных типов опухолей у почти 15 000 пациентов из Великобритании показал, что более чем в одном из шести случаев рака присутствовала экстрахромосомная ДНК (ecDNA) — фрагменты генетического кода, которые могут усложнять лечение опухолей.
Исследование показало, что ecDNA играет важную роль в росте опухолей и их устойчивости к лечению, и позволило учёным разработать новый препарат, который уже проходит ранние стадии клинических испытаний. Этот препарат способен избирательно уничтожать поражённые клетки и предотвращать быструю адаптацию опухолей к лечению.
По словам профессора патологической анатомии Стэнфордского университета Пола Мишеля, «это важное открытие, поскольку оно затрагивает множество людей по всему миру. Эти пациенты страдают, потому что их опухоли не реагируют на существующие методы лечения и являются очень агрессивными».
Большинство генов в клетках человека содержатся на 23 парах хромосом, расположенных в ядре клетки. Однако иногда фрагменты генетического материала могут отделяться от хромосом и формировать кольцевую ДНК (ecDNA), находящуюся вне хромосом. До недавнего времени ecDNA считалась редким и малозначимым явлением для развития рака.
В трёх статьях, опубликованных в журнале Nature, исследователи подробно описывают происхождение и последствия ecDNA. Было обнаружено, что 17,1% изученных опухолей содержали эту злокачественную ДНК, причём чаще всего она встречалась в некоторых формах рака груди, мозга и лёгких.
Фрагменты ecDNA содержат гены, способствующие развитию рака, а также гены, подавляющие иммунную систему. Первые стимулируют рост опухоли, а вторые помогают опухоли уклоняться от естественной защиты организма и сопротивляться современным иммунотерапевтическим методам, направленным на активизацию иммунной системы против раковых клеток.
Учёные обнаружили, что быстрое и хаотичное размножение ecDNA также способствует росту опухолей. Когда раковая клетка делится, каждая из вновь образованных клеток получает одинаковое количество хромосом. Однако, если исходная клетка содержит несколько фрагментов ecDNA, эти фрагменты могут распределяться неравномерно, что приводит к увеличению генетического разнообразия опухоли и повышает её устойчивость к противораковым препаратам.
Финансируемое проектом Cancer Grand Challenges, основанным при поддержке организации Cancer Research UK и Национального института рака США, исследование показало, что препараты, называемые ингибиторами CHK1, могут избирательно уничтожать опухолевые клетки с ecDNA. В экспериментах на небольшом числе мышей ингибитор CHK1, разработанный стартапом Boundless Bio, помог снизить размеры опухолей и предотвратить устойчивость к лечению при совместном применении с традиционными противораковыми препаратами.
«Это открытие не просто объясняет, почему рак может быть настолько агрессивным. Оно указывает на новый подход к лечению», — отметил Мишель. «Теперь у нас есть путь к созданию новых методов лечения, так как эта форма ДНК отличается от обычной и создаёт уязвимости, которые мы можем использовать».
Директор Cancer Grand Challenges Дэвид Скотт отметил: «Многие из самых агрессивных форм рака зависят от ecDNA для выживания, и по мере прогрессирования болезни эта ДНК способствует устойчивости к лечению, оставляя пациентам мало шансов. Направив наши усилия на ecDNA, мы можем подорвать жизненно важные функции этих опухолей и сделать их поддающимися лечению».
Чарльз Суонтон, заместитель клинического директора Франсис Крик Института в Лондоне и один из ведущих авторов исследования, добавил: «Эта работа демонстрирует важность этих циркулярных элементов ДНК в раке и их роль в повышении приспособленности раковых клеток, позволяя им избегать иммунной системы. Мы надеемся, что результаты, изложенные в этих трёх статьях, помогут проложить путь к новым методам, которые ограничат влияние ecDNA, улучшат чувствительность к противораковым препаратам и улучшат прогнозы для пациентов», передает blindly-liberal-gobbler.
