Ученые из Техасского университета A&M обнаружили в клетках редкой и агрессивной формы рака почки скрытые «энергетические узлы» — микроскопические образования из РНК, которые ускоряют рост опухоли. Исследователи не только раскрыли механизм их действия, но и разработали способ «растворить» эти структуры, фактически остановив развитие опухоли на молекулярном уровне, пишет ScienceDaily.
Исследование показало, что молекулы РНК, которые обычно служат для передачи генетической информации, могут быть «перехвачены» и использованы опухолью для создания внутри клеточного ядра жидкоподобных капель. Эти образования действуют как своеобразные командные центры, которые активируют гены, отвечающие за рост и выживание раковых клеток.
По словам профессора Института биомедицинских и технологических исследований Техасского университета Айм Хуан, РНК в этом процессе перестает быть пассивным участником и превращается в активного строителя — она помогает формировать структуры, которые буквально управляют поведением опухоли. Ученые также выявили белок PSPC1, который стабилизирует эти РНК-капли и делает их еще более устойчивыми.
Особое внимание исследователи уделили редкому виду рака почки — транслокационной почечно-клеточной карциноме (tRCC). Это заболевание встречается преимущественно у детей и молодых людей и вызвано аномальным слиянием генов, возникающим при ошибках в структуре хромосом. До сих пор причины агрессивности этой опухоли оставались неясными.
Команда под руководством профессора Юбина Чжоу применила целый арсенал современных методов молекулярной биологии, чтобы отследить, как именно гибридные белки взаимодействуют с РНК. С помощью генной инженерии ученые «пометили» белки в клетках, а затем наблюдали, где и как формируются опасные скопления. Им удалось создать подробную карту взаимодействий между РНК, ДНК и белковыми комплексами — по сути, чертеж внутренней «машины» рака.
Но главным шагом вперед стало создание искусственного молекулярного инструмента, который способен разрушать эти узлы. Ученые разработали особое соединение — нанотело, соединенное с растворяющим белком. Когда это соединение активируется химическим сигналом, оно находит опухолевые белки и буквально «плавит» образованные ими капли. В лабораторных экспериментах и на животных моделях рост опухолей после этого полностью останавливался.
Профессор Чжоу отметил, что транслокационная карцинома почки практически не поддается лечению существующими методами, поэтому подход, основанный на разрушении РНК-конденсатов, открывает принципиально новое направление терапии. Он подчеркнул, что такая стратегия может быть менее токсичной и значительно более точной, чем традиционные лекарства.
Старший научный сотрудник проекта Лэй Го добавил, что понимание механизма взаимодействия гибридных белков с РНК дает возможность выявлять «слабые места» опухоли и использовать их в лечении не только tRCC, но и других видов детских и подростковых онкозаболеваний, которые также вызваны генными слияниями.
Исследователи надеются, что их открытие станет основой для разработки новых препаратов, способных «отключать» внутренние механизмы роста раковых клеток. Как отметила Айм Хуан, если представить клетку как коворкинг-пространство, где кипит работа, то уничтожение этих РНК-узлов равносильно отключению электричества — все процессы останавливаются.
Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.