Теперь, ученые из Института Солка раскрыли детали о том, как рак в состоянии стать препаратом, стойким со временем, явление, которое происходит, потому что раковые клетки в той же самой опухоли не идентичны – у клеток есть небольшая наследственная изменчивость или разнообразие. Новая работа, изданная 20 октября в PNAS, показывает, как изменения в РНК клеток рака молочной железы, молекула, которая расшифровывает гены и производит белки, помогают раку развиться более быстро, чем ранее мысль. Эти новые результаты могут потенциально указать на «выключатель», чтобы выключить это разнообразие – и таким образом устойчивость к лекарству – в раковых клетках.
«Это – неотъемлемое свойство природы, что в сообществе – является ли это людьми, бактериями или клетками – малочисленное число членов, вероятно, переживет различные типы непредвиденного экологического напряжения, поддерживая разнообразие среди его участников», говорят ведущий автор относительно новой работы, Беверли Эмерсон, преподаватель Регулирующей Лаборатории Биологии Солка и держатель Стула Эдвина К. Хантера. «Рак держит взаперти эту стратегию диверсификации способствовать устойчивости к лекарству».Вместо того, чтобы смотреть на единственный ген или путь, чтобы предназначаться с методами лечения рака, победите автора Фернандо Лопеса-Диаса, научного сотрудника Salk, и команды стремятся раскрывать диверсификацию «выключатель», которым раковые клетки копируют, но варьируются немного друг от друга.
Выключение этого клеточного процесса раздело бы способность рака пережить медикаментозное лечение.«Рак не одна клетка, но это – экосистема, сообщество клеток», говорит Эмерсон. «Это исследование начинает основу для того, чтобы потенциально найти способ понять и набрать назад разнообразие клетки и адаптируемость во время химиотерапии, чтобы уменьшить устойчивость к лекарству».Чтобы раскрыть, как группы раковых клеток достигают функционального разнообразия (через РНК), чтобы пережить химиотерапию, Лопес-Диас дозировал блюда человеческого предракового состояния и метастатические клетки рака молочной железы с лекарством от рака паклитаксел в течение недели и затем удалил препарат в течение нескольких недель, подражая циклу лечения для больного раком. Выживание клеток – обычно один или два из миллионов – начало повторно населять, но с тонкими изменениями в их РНК, по-видимому позволив им пережить будущие дозы лекарства от рака.
Раздвигая границы биоинформатики, сотрудничества во главе с Мэем-Чоном Венди Ли и Надером Поермэндом в Калифорнийском университете, Санта-Круз картировал больше чем 80 000 кусков РНК за новую раковую клетку – как правило, исследования единственной клетки другим взглядом подходов на сотни или так куски РНК, чтобы отличить довольно различные клетки друг от друга. Этот необычно полный список помог исследователям чесать тонкие различия между поколениями тех же самых раковых клеток, отнесся с химиотерапией, и чертите, как сообщество раковой клетки увеличило разнообразие среди своих участников через РНК.
«Мы нашли подавляющее возвращение к разнообразию после химиотерапевтического лечения, которое не могло быть объяснено ожидаемыми механизмами», говорит Лопес-Диас. «Есть что-то еще продолжающееся здесь, ‘философский камень’ к разнообразию раковой клетки, которое мы теперь знаем, чтобы искать».И когда команда проанализировала профили экспрессии гена выживающей линии раковых клеток, они были снова удивлены. «Мы думали, что они будут похожи на подчеркнутые клетки с несколькими изменениями», говорит Эмерсон. «Вместо этого после нескольких удвоений населения они возвращаются к нормальному образцу экспрессии гена и быстро повторно приобретенной чувствительности препарата». Это адаптивное поведение, Эмерсон размышляет, позволяет группе раковых клеток подготовиться к следующей непредвиденной угрозе.Другое интригующее открытие бумаги состояло в том, что высокий процент предзлокачественных клеток, которые подверглись пережившей химиотерапии и распространились, больше или, чем нормальные или, чем раковые клетки.
Это принудило клетки предракового состояния становиться большим количеством препарата, терпимого, как только они стали опухолью. «Клетки предракового состояния, когда выставлено химиотерапии, развитой намного быстрее и, создают более стойкое к препарату государство», говорит Лопес-Диас. «Это и другие результаты могут теперь быть исследованы в большую деталь, используя знание и представление, которое мы получили здесь».