Дублирование и рост клеток необходимы для поддержания жизни, и для выполнения этой важной функции клетки должны раскручивать плотный клубок ДНК в своем ядре, а затем дублировать свою геномную информацию. Исследователи Медицинского колледжа Вейлла Корнелла в новом исследовании обнаружили, что это деликатный маневр, готовый для ошибок или упущений, и если PTEN, известный ген-супрессор опухолей, мутировал или отсутствует, процесс репликации сорвется и может привести к развитию рака.
Благодаря новым открытиям, которое оно раскрывает, это исследование, опубликованное 9 июля в Nature Communications, может повлиять на то, как будут лечить будущих онкологических больных, в зависимости от их генетической структуры.
"Опухоли без PTEN более чувствительны к химиотерапии, направленной на репликацию ДНК, в то время как нормальные клетки или раковые образования с активным PTEN сопротивляются этому лечению," сказал доктор. Вэнь Х. Шен, ведущий исследователь исследования и доцент кафедры клеточной биологии в радиационной онкологии в Weill Cornell. "Основываясь на нашем исследовании, знание статуса PTEN имеет решающее значение для выбора лечения."
В конце 1990-х годов ученые открыли ген PTEN, и растущие доказательства показали, что PTEN является мощным супрессором опухолей. Менее ясно, однако, было ли и как работает PTEN, когда дело доходит до репликации ДНК, и может ли потеря PTEN повлиять на этот центральный процесс передачи генома, что приведет к развитию и прогрессированию рака. Исследовательская группа Weill Cornell обнаружила, что при отсутствии или мутации гена PTEN ДНК остается незащищенной в процессе дупликации и может быть повреждена или повреждена.
"Репликация ДНК – процесс, подверженный ошибкам," сказал доктор. Шен, который также является членом онкологического центра Сандры и Эдварда Мейеров в Вейл Корнелл. "Поскольку двойная спираль ДНК раскручивается и разделяется, образуя открытую Y-образную структуру, она уязвима для сигналов стресса и повреждений.
"Наше исследование показывает, что PTEN выступает в качестве стража этого процесса, находясь прямо на вилке репликации, чтобы привлечь других важных защитных партнеров," она продолжила. "Без PTEN это защитное оборудование развалится. После этого ДНК оказывается незащищенной, что приводит к остановке вилки и невозможности перезапуска."
Без PTEN или защитных белков, которые использует PTEN, доктор. Шен сказал, что ДНК может стать хрупкой и поврежденной, что приведет к тому, что клетка будет производить сигналы стресса. Рак может возникать, когда накапливаются стрессовые сигналы или когда клетки с нереплицированной ДНК спешат к делению клеток, чтобы произвести ненормальное количество хромосом в клетке, состояние, называемое анеуплоидией.
Функция PTEN отсутствует при большом количестве видов рака – например, в 70% случаев рака предстательной железы имеется мутация или делеция PTEN. Из-за этого исследователи в настоящее время тестируют PTEN, чтобы увидеть, является ли он маркером агрессивного рака и для индивидуального лечения рака.
"Известно, что пациенты, у которых рак потерял PTEN или имеют мутации в гене, имеют худшие результаты, чем пациенты с активным PTEN," Доктор. Шен сказал. "Мы ожидаем, что анализ крови PTEN в ближайшем будущем поможет клиницистам выбрать правильные методы лечения для каждого больного раком, и, в частности, принесет пользу этой подгруппе онкологических пациентов, несущих мутации PTEN."