Ключевой шаг в понимании природы борьбы за превосходство между мутированными генами и нормальными генами может привести к новым методам лечения лейкемии, говорят исследователи из Университета Бирмингема и Университета Ньюкасла.
В исследовании, опубликованном в Cell Reports, изучается острый миелоидный лейкоз, чтобы понять, почему лейкемические клетки не могут нормально развиваться в зрелые клетки крови.
Стволовые клетки костного мозга производят миллиарды различных клеток крови каждый день. Процесс напоминает производственную линию, в которой гены действуют как регуляторы, контролирующие каждый этап кроветворения.
Лейкоз возникает, когда регуляторы кодирования ДНК в стволовых клетках изменяются мутацией. Когда в соответствующих генах-регуляторах происходит мутация, тонко сбалансированный порядок производственной линии нарушается с серьезными последствиями.
Происходит цепная реакция, при этом изменяется функция других регуляторов процесса. Новые клетки больше не превращаются в нормальные клетки крови, а в лейкемические клетки, которые размножаются и начинают захватывать тело.
Профессор Констанце Бонифер из Университета Бирмингема объяснила:, "Этот конкретный лейкоз характеризуется мутацией в гене, который продуцирует ложный регулятор. То есть тот, который обычно не производится и ведет себя иначе. Последствия этой мутации огромны."
Команда показала, что этот аномальный регулятор отключает сотни других генов, многие из которых сами являются регуляторами, с помощью современной технологии, которая отслеживает активность всех генов в клетке. Вследствие радикального изменения производственной линии нормальное кроветворение невозможно, и образуются лейкемические клетки.
Профессор Бонифер добавил, "Важно понимать, как работают эти мошеннические регуляторы. Поскольку все клетки содержат по две копии каждого гена, одну от матери и одну от отца, эти лейкемические клетки имеют один мутированный ген и один неизмененный ген, который может служить нормальным регулятором."
"То, что происходит в лейкозной клетке, по сути, является битвой за превосходство между двумя регуляторами, и в большинстве случаев побеждает мутировавший. Это усугубляется нормальным регулятором, который пытается компенсировать поражение и при этом изменяет продукцию генов, на которую в противном случае не повлиял бы аномальный регулятор. Проще говоря, в результате получается настоящий беспорядок. Клетки перепутаны и не могут развиться в зрелые клетки крови."
Важно отметить, что команда определила, что удаление мутировавшего регулятора позволило клеткам вернуться к своему нормальному поведению, и производственная линия вернулась к обычному процессу.
Профессор Олаф Хайденрайх из Университета Ньюкасла сказал:, "Этот один аберрантный регулятор перепрограммирует тысячи генов. Если его нацеливание может обратить вспять изменения, которые он вносит в линию производства клеток, то в конечном итоге это укажет на новые возможности для более точного лечения лейкемии."
"Знание о том, что производственную линию можно вернуть в нормальное состояние, дает нам реальную надежду. Конечно, это намного проще сделать в лаборатории, чем в человеческом теле. Но теперь мы знаем, как это работает, и можем попытаться доставить ингибиторы к этим мутировавшим регуляторам. Создание того, что работает – следующий шаг, который мы должны преодолеть."
Профессор Хайденрайх возглавляет процесс превращения этого революционного открытия в методы лечения, которые могут предоставить новые способы борьбы с лейкемией.