Az extrakromoszómális DNS titkainak feltárása áttörést hozhat a daganatterápiában

Olyan DNS-darabokat azonosítottak kutatók, amelyek szerintük elősegítik a daganat terjedését. Kimutatták, hogy ezek felelősek azért is, hogy a daganatok jobban ellenállnak a rákellenes gyógyszereknek. Az extrakromoszómális DNS-ként vagy ecDNS-ként ismert genetikai anyag megzabolázása forradalmasíthatja a daganatok kezelését.

Ezekre a köralakú DNS-ekre először az 1960-as években, tumorsejtek kromoszómafestése során figyeltek fel. Az utóbbi években egyre több információ derült ki ezekről az extrakromoszomális DNS-ekről. Például feltárták, hogy az ilyen molekulák igen gyakoriak a tumorsejtekben, és hogy valószínűleg számos rákbetegségben fontos szerepet tölthetnek be. Az is kiderült, hogy az egészséges sejtekben is lehetnek ilyen köralakú DNS-ek.

Az extrakromoszomális DNS nagyon könnyen hozzáférhető a fehérjeszintézis folyamatai számára. Fotó: Pixabay

Howard Chang, a Stanford Egyetem kutatója és kollégái 2019-ben arról számoltak be, hogy ezek az anyagok másként viselkednek, mint a kromoszomális DNS. Az egyik érdekes eltérés, hogy az extrakromoszomális gének háromszor-ötször aktívabbak „normál” társaiknál. Ennek oka, hogy az extrakromoszomális DNS nagyon könnyen hozzáférhető a fehérjeszintézis folyamatai számára, így az ebben található génekről könnyen gyártódnak fehérjék.

Gazemberek egy Bond-filmben

– Úgy gondoljuk, hogy ezek felelősek az emberek legsúlyosabb rákbetegségeinek nagy részéért. Ha meg tudjuk akadályozni a tevékenységüket, meggátoljuk a rákos megbetegedések terjedését – nyilatkozta Paul Mischel, a kaliforniai Stanford Egyetem professzora a theguardian.com-nak. – Azt találtuk, hogy az ecDNS daganatot okozó génként működik. Valamilyen módon elkülönül az ember kromoszómáitól, ráadásul olyan módon működik, hogy azzal megkerüli a genetika szokásos szabályait - mondta a brit lapnak Howard Chang.

Úgy viselkednek, mint a gazemberek egy Bond-filmben. A néző különböző robbanásokat, gyilkosságokat és katasztrófákat lát, de sokáig nem tudja, mi miért történik, vagy ki a felelős. Aztán egy ponton végre felbukkan a gazember, aki az egészért okolható. A tudósok is mindenféle furcsa, megmagyarázhatatlan dolgot látnak: a daganatok váratlan sebességgel terjednek, majd a rákos megbetegedések rezisztenssé válnak azokkal a gyógyszerekkel szemben, amelyek kezdetben hatékonyan támadták őket. – Most végre felfedtük ezen események mozgatóit. Ez ecDNS – állítja Howard Chang.

Húszmillió font a titkok megismerésére

Az áttörés a Cancer Grand Challenges nevű nagy tudományos kezdeményezés része, amelyet a brit Cancer Research és az Egyesült Államok Nemzeti Rákkutató Intézete támogat. Olyan multidiszciplináris kutatási programokat finanszíroznak, amelyek új utakat dolgozhatnak ki a rák leküzdésére. Az ecDNS rákos megbetegedésekben való szerepének megismerésével kapcsolatos munka finanszírozására húszmillió fontot biztosítottak. Vegyészekből, biológusokból, genetikusokból, matematikusokból és immunológusokból álló csoportok dolgoznak a témán Kaliforniában, Londonban és más központokban, hogy bemutassák, ezek okozzák a károkat.

Az elmúlt években a tudósok kimutatták, hogy a daganatok azért alakulnak ki, mert egy sejtben a gének működése elromlik és a sejt ellenőrizhetetlen osztódásba kezd. A végeredmény egy daganat. Ezeket a géneket onkogéneknek nevezik, és számos gyógyszer és terápia célpontjai lettek. – Azonban a gyógyszerekkel vagy terápiákkal szembeni rezisztencia gyakran megjelenik, és ez lehetővé teszi a rák visszatérését. Felfedeztük, hogy a legagresszívebb daganatoknál az onkogének az extrakromoszómális DNS-ben bújnak meg – mondta Paul Mischel.

Kedvező pillanatra várva lesi áldozatát

A megcélzott gén gyorsan eltűnt, amikor a rákgyógyszerek fenyegették, pontosabban az ecDNS-ben rejtőzött. Aztán újra megjelent, amint biztonságos volt, hogy ismét károkat okozzon. Ebből a szempontból az ecDNA nem egyszerű gazember. Sokkal inkább egy sunyi sorozatgyilkos, aki a kedvező pillanatra várva lesi áldozatát. – Az onkogén majdnem teljesen eltűnhet a daganatból, majd visszatérhet, miután elmarad a gyógyszeres kezelés – erősített rá kollégái véleményére Charlie Swanton professzor, a londoni Francis Crick Intézet munkatársa. Ez a tulajdonság szinte végtelen alkalmazkodóképességet is jelent.

A tudósok biztosak abban, hogy megtalálják az ecDNS eltávolításának módját. – Az ecDNS Achilles-sarkát keressük. Azonosítottunk egy fehérjét, felfedeztünk egy gyógyszert is, amely ígéretes hatással van erre a fehérjére. A következő években sok más tesztet fogunk végezni, amíg meg nem találjuk a legmegfelelőbbet az ecDNS leküzdésére, hogy leállítsuk a daganatképző tevékenységét. Időbe telik, de biztos vagyok benne, hogy eljutunk oda – bizakodik Howard Chang.

Borítókép: Illusztráció. (Forrás: Pixabay)