Ученые международной группы провели всесторонний анализ белков, способствующих развитию злокачественных новообразований. Изучение механизмов действия белков в раковых клетках позволит разработать инновационные методы терапии, направленные на подавление ключевых белков, поддерживающих рост опухоли, а также на активацию иммунного ответа на аномальные белки, производимые раковыми клетками.
В предыдущей работе эти же ученые занимались секвенированием геномов раковых клеток. Тогда они определили около 300 генов, демонстрирующих связь с онкологическими заболеваниями. В настоящее время исследователи углубленно изучают процессы, определяющие активность белков и их регуляторные связи, которые приводят к неконтролируемому делению клеток.
В ходе исследования было проанализировано приблизительно 10 тысяч белков, вовлеченных в патогенез колоректального рака, рака яичников, легких, почек, головы и шеи, матки, поджелудочной железы, молочной железы, а также злокачественных опухолей головного мозга. Работа опубликована в журнале Cell.
«Эти белки, способствующие развитию рака, встречаются в разнообразных опухолях, однако не всегда обнаруживаются. Объединение анализа множества типов рака позволяет более эффективно выявлять ключевые белки, отвечающие за рост и метастазирование. Такой комплексный подход также дает возможность точно установить общие фундаментальные механизмы, лежащие в основе развития различных типов рака, — отметила Ли Дин, старший автор исследования и профессор Вашингтонского университета.
Эти данные, помимо характеристики отдельных белков, позволяют определить механизмы их взаимодействия, которое способствует развитию раковых опухолей. Если уровни двух белков взаимосвязаны – например, когда один белок присутствует в высокой концентрации, а другой всегда наблюдается в аналогичном количестве, – это может свидетельствовать об их совместной работе. Нарушение такого взаимодействия может стать ключом к разработке эффективного метода подавления роста опухоли.
Ученые также выявили различные химические методы модификации белков с целью изменения их функций. Было зафиксировано, что ацетилирование и фосфорилирование способны восстанавливать ДНК, влиять на иммунные реакции, а также изменять процессы сворачивания и упаковки ДНК, наряду с другими значимыми молекулярными изменениями, которые могут быть связаны с развитием рака.
В конечном итоге, исследования показали, что иммунотерапия, например, препараты, блокирующие контрольные точки иммунных клеток, наиболее эффективна против опухолей с высокой частотой мутаций. Тем не менее, даже в таких случаях она не всегда приносит пользу всем пациентам. Ученые выяснили, что значительное количество мутаций не всегда приводит к образованию достаточного количества аномальных белков, которые иммунная система использует для борьбы с опухолью.
«Совокупность детального изучения протеомных и химических изменений, характерных для различных типов рака, в сочетании с нашим опытом в области геномики рака, предоставляет дополнительную информацию, которая, как мы предполагаем, позволит ответить на многие актуальные вопросы о механизмах роста опухолей и развитии устойчивости к терапии», — отметила Ли Дин.
В ходе предыдущих исследований американские и австралийские ученые использовали технологию генетической модификации CRISPR-Cas9 создала бактерии, которые могут обнаруживать присутствие ДНК опухоли в живом организме. Предполагается, что в будущем так можно будет выявлять рак и другие болезни.