Миникольца днк помогут выявлять рак

Видео: Science Slam

Биотехнологи и генетики из Школы медицины Стэнфордского университета научились использовать миникольца ДНК, чтобы заставить раковую опухоль проявить себя.

Для диагностики рака врачи ищут в крови и моче больных следы специфических веществ, которые выделяют опухоли – биомаркеров.

Для каждого типа рака есть свой анализ.

Стэнфордские ученые с помощью миниколец ДНК «обманывают» опухоли, чтобы те вырабатывали биомаркер и позволяли обнаружить себя.

Эксперименты показали, что этот подход эффективен при разных типах рака. Миникольца ДНК активируют механизм, который отвечает за выработку секретируемой эмбриональной щелочной фосфатазы (SEAP). Этот протеин, как и следует из названия, в норме вырабатывается тканями эмбриона, но он не должен присутствовать у взрослого человека.



Миникольца ДНК содержат последовательность, которая позволяет им «распознавать» злокачественные клетки, а также последовательность, кодирующую белок SEAP. Как только миникольцо оказывается внутри раковой клетки, оно активируется и индуцирует выработку SEAP, как бы посылая сигнал.

Исследователи пишут, что они ввели в эту генетическую структуру короткую последовательность ДНК, называемую промоутером. Промоутеры не кодируют никаких белков, но служат переключателями, или точнее «реостатами», которые сообщают клетке, какой протеин нужно синтезировать и в каких количествах.



Гены в каждой клетке многоклеточных организмов запускаются промоутерами. Хотя все клетки нашего организма содержат те же самые гены, их активация зависит от конкретных условий внутри той или иной клетки в данный момент времени.

Доктор Gambhir и его коллеги поместили внутрь миниколец ДНК такой промоутер, соединенный с геном SEAP. В норме он регулирует ген сурвивина (survivin) во взрослых клетках. Сурвивин – член семейства ингибиторов апоптоза (веществ, которые нарушают запрограммированную клеточную смерть). Ген сурвивина «включен» только в раковых клетках, поэтому ученые предположили, что миникольца будут активировать секрецию SEAP только при наличии у пациента рака.

«Промоутер сурвивина используется в генной терапии и досконально изучен. Этот промоутер активируется во многих типах раковых клеток, включая рак легких, рак молочной железы, рак яичников и другие», - рассказывает доктор Gambhir.

Для своего исследования группа доктора Gambhir вводит клетки меланомы человека лабораторным мышам. В норме иммунная система грызунов должна атаковать человеческие клетки, раковые или нераковые. Но у этих мышей был искусственно подавлен иммунный ответ, поэтому вскоре у них появились многочисленные опухоли, особенно в легких. Другим мышам (группа контроля) вводили препарат, который не содержал раковых клеток.

Приблизительно через 2 недели кровь грызунов проверяли на секретируемую эмбриональную щелочную фосфатазу, чтобы убедиться в ее отсутствии. Затем исследователи ввели им в хвостовую вену миникольца ДНК. Последующие измерения уровня SEAP производились через 1, 3, 7, 11 и 14 суток. Уже в течение первых 48 часов в крови грызунов регистрировался этот белок. Сигнал усиливался через 72 часа после инъекции, падая до минимума через 2 недели.

Уровень SEAP варьировал в зависимости от размеров опухолей. Это позволяет надеяться, что данный тест можно использовать не только для выявления рака, но и для оценки распространенности опухолевого процесса.