Ile uderzeń uszkadza komórkę?
Czy na podstawie analizy białek zawartych w zdrowej komórce można przewidzieć prawdopodobieństwo, że przejdzie ona transformację nowotworową? Badacze z amerykańskiego Fox Chase Center udowadniają, że jest to bardzo realistyczna wizja.
Już w 1971 roku amerykański naukowiec, dr Alfred Knudson Jr., opracował tzw. hipotezę dwóch uderzeń. Badacz głosi w niej, że do rozwoju nowotworu potrzebna jest mutacja w obu kopiach (allelach) genów odpowiedzialnych za regulację tempa podziałów komórkowych występujących w genomie danej komórki. Teoria ta zrewolucjonizowała badania nad biologią nowotworów, lecz do niedawna, z braku odpowiednich technologii, dokładne określenie jej praktycznego zastosowania było niemożliwe. Z czasem prawdziwość teorii udało się potwierdzić doświadczalnie, a badacze zaczęli szukać nowych celów. Tym razem dr Knudson pracuje nad twierdzeniem, które nazwał, dla odmiany, hipotezą jednego uderzenia.
Założenia nowej teorii są dość proste. Jeżeli uszkodzenie obu kopii genów odpowiedzialnych za powstrzymywanie rozwoju nowotworu (tzw. genów supresorowych) prowadzi do rozwoju choroby, może to oznaczać, że wystarczy pojedyncza wadliwa kopia, by w komórce zaczęły sie pojawiać dostrzegalne cechy świadczące o podwyższonym ryzyku jej zezłośliwienia. Aby potwierdzić lub odrzucić prawdziwość tego przypuszczenia, badacz poddał analizie komórki pobrane od osób, które odziedziczyły "pierwsze uderzenie" po rodzicach i są jego nosicielami w każdej komórce własnego organizmu.
Jako model badawczy dr Knudson wykorzystał komórki pobrane od osób cierpiących na rodzinną gruczolakowatą polipowatość jelita grubego (ang. Familial adenomatous polyposis - FAP). Choroba ta, służąca wcześniej do badań nad teorią dwóch uderzeń, jest klasycznym przykładem stanu przednowotworowego spowodowanego mutacją w pojedynczym allelu genu. Pacjenci chorzy ma FAP posiadają mutację w jednej z kopii genu APC odpowiedzialnego za utrzymanie prawidłowego tempa podziałów komórkowych. Jego uszkodzenie, zarówno u osób cierpiących na rodzinną gruczolakowatą polipowatość jelita grubego, jak i u osób wcześniej uznawanych za zdrowe, jest niemal jednoznaczne z zezłośliwieniem komórek.
Jak tłumaczy współpracujący przy projekcie dr Anthony Yeung, hipotetyzujemy, że odziedziczona mutacja typu "pojedynczego uderzenia" może sama w sobie prowadzić do zmian w białkach wyglądającej normalnie komórki. Dodaje: w związku z tym, że komórki te są o krok od zezłosliwienia, wystepujące w nich zmiany schematu produkcji białek mogą reprezentować nowe biologiczne wskaźniki nowotworu i nowe cele dla leków prewencyjnych i terapeutycznych. Jest to szansa, by uderzyć w nowotwór jeszcze przed pojawieniem się drugiego uderzenia.
Dr Yeung tłumaczy, że proteom komórki, czyli zbiór wszystkich produkowanych przez nią białek, umożliwia ocenę jej stanu fizycznego. Jak wyjaśnia, widzimy, że nawet pojedyncze uderzenie, w tym wypadku będące odziedziczoną mutacją, może powodować liczne konsewencje w całej komórce, nawet jeśli nie powoduje raka. Logiczne jest przy tym, że jeżeli dana osoba od dzieciństwa jest nosicielem mutacji jednego z alleli, wzrasta u niej ryzyko, że w którejś komórce jej organizmu dojdzie do kolejnej mutacji, która spowoduje rozwój choroby.
Wyniki analizy proteomu pokazują jasno, że komórka przechodzi istotne zmiany pod wpływem mutacji w genie APC. W porównaniu do zdrowych komórek dochodzi do zaburzenia produkcji aż trzynastu procent wszystkich protein produkowanych przez komórki nabłonka jelita grubego. Zmiany te obejmują m.in. białka związane z sygnalizacją międzykomórkową, naprawą uszkodzeń DNA, regulacją tempa podziałów komórkowych i procesem ich samobójczej śmierci, czyli apoptozą. Wszystkie te grupy białek odgrywają niezwykle istotną rolę podczas rozwoju raka, co potwierdza prawdziwość hipotezy jednego uderzenia.
Potwierdzenie teorii może oznaczać prawdziwy przełom w diagnostyce medycznej. Regularne badanie nabłonka jelita grubego, a w przyszłości także innych tkanek, może przynieść wiele istotnych informacji o nadciągającym zagrożeniu. Co ważne, zmiany te byłyby wykrywalne niejednokrotnie na wiele lat przed rozwojem choroby, co pozwoliłoby na ścisłą obserwację lub rozpoczęcie aktywnej profilaktyki nowotworu, zanim będzie na to zbyt późno. O tym, jak istotna jest w przypadku raka możliwie szybka interwencja, nie trzeba zaś przekonywać chyba nikogo.
Komentarze (0)