Раковые клетки с аномальным числом хромосом, известные как анеуплоидные клетки, были тщательно изучены, и обнаружилось что они могут способствовать лечению рака, показали два исследования из Тель-Авивского университета и Европейского института онкологии, пишет «The Jerusalem Post».

Исследователи обнаружили, что значительное количество раковых клеток являются анеуплоидными, и что они более уязвимы, чем здоровые клетки. Они также обнаружили, что анеуплоидия повышает чувствительность раковых клеток к определенным противораковым препаратам, что потенциально приводит к новым стратегиям воздействия на опухоли.

«В наших исследованиях мы обнаружили, что анеуплоидия повышает чувствительность раковых клеток к определенным типам противораковых препаратов», — заявили исследователи. Исследования проводились профессором Ури Бен-Давидом и докторантом Джоанной Зербиб из Тель-Авивского университета в сотрудничестве с профессором Стефано Сантагуидой и докторантом Марикой Розарией Ипполито из Миланского университета, а также командами из Израиля, Италии, США и Германии. Результатом их исследований стали две статьи, опубликованные в журналах «Cancer Discovery» и «Nature Communications».

Профессор Бен-Давид объяснил, что здоровые клетки человека имеют 46 хромосом, в то время как раковые клетки часто демонстрируют их аномальное количество из-за неправильного деления, состояния, известного как анеуплоидия. Он считает, что выявление конкретных уязвимостей в анеуплоидных клетках может привести к целенаправленному лечению рака, которое щадит здоровые клетки.

Три года назад команда профессора Бен-Давида опубликовала исследование, в котором классифицировала около 2000 злокачественных клеток по уровню анеуплоидии и оценивала их реакцию на различные виды лечения. Однако это исследование имело ограничения, поскольку клетки были получены из разных типов рака, что затрудняло выделение эффектов анеуплоидии из других генетических различий. В своем новом исследовании ученые использовали генетически идентичные культуры человеческих клеток для изучения анеуплоидии. Они ввели вещество, которое нарушало разделение хромосом, создавая клетки с разным уровнем анеуплоидии. Эта установка позволила провести целенаправленное исследование эффектов анеуплоидии с помощью секвенирования ДНК и РНК, измерения уровня белка, тестирования реакции на 6000 препаратов и скрининга CRISPR для выявления важных генов. Они создали всеобъемлющую базу данных характеристик анеуплоидных клеток, которая может помочь в будущих исследованиях и разработке биомаркеров для прогнозирования реакции онкологических пациентов на лечение.

В исследовании также изучался механизм MAPK (митоген-активируемая протеинкиназа), который имеет решающее значение для восстановления повреждений ДНК в анеуплоидных клетках. Было обнаружено, что этот механизм актуален для различных типов анеуплоидных клеток, включая раковые клетки в культурах и человеческие опухоли. Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи нарушили путь MAPK в анеуплоидных клетках и оценили их чувствительность к химиотерапии. Они обнаружили, что эти разрушенные клетки были значительно более чувствительны к химиотерапии, которая вызывает повреждение ДНК, чем клетки с нормальным числом хромосом. Чтобы изучить корреляцию между активностью MAPK и клиническими ответами на химиотерапию, они проанализировали данные клинического лечения и экспериментов с использованием человеческих опухолей, имплантированных мышам. Результаты показали, что более высокая активность пути MAPK в анеуплоидных опухолях коррелировала с большей устойчивостью к химиотерапии.

Характеристика анеуплоидных клеток показала, что их избыточные хромосомы увеличивают продукцию ДНК, РНК и белков. Эти клетки пытаются заглушить и разрушить избыточные РНК и белки, чтобы справиться с этой перегрузкой. Джоанна Зербиб отметила, что это создает уязвимость, поскольку анеуплоидные клетки более чувствительны к существующим препаратам, которые ингибируют деградацию белков, гипотеза, которую подтвердило тестирование.

Профессор Бен-Давид подчеркнул две основные уязвимости анеуплоидных клеток: повышенная чувствительность к химиотерапии, когда механизмы восстановления ДНК нарушены, и повышенная восприимчивость к ингибиторам деградации белков. Исследование также создало всеобъемлющую базу данных характеристик анеуплоидных клеток, которая может помочь в прогнозировании реакции онкологических пациентов на лечение, что потенциально принесет пользу будущим исследователям, онкологам и пациентам.