Каталог ДНК-шрамов поможет разработать новые персонализированные методы лечения рака.

Учёные из CNIO определили, как каждый из наших генов влияет на эти шрамы, и собрали информацию в каталог. В частности, они объяснили, что при разрывах ДНК остаются «шрамы», поэтому Знание этих генетических маркеров имеет ценность для фундаментальных исследований и выбора наилучшего лечения для каждого онкологического пациента.

Каталог, получивший название REPAIRome (Human Repairome), был опубликован в этот четверг, 2 октября, в журнале Science. Он также будет доступен любому врачу или учёному, желающему быстро узнать , как тот или иной ген влияет на восстановление ДНК и какой тип рубца он оставляет.

«Это первая полная карта того, как наши клетки восстанавливают разрывы ДНК, своего рода компас для понимания происхождения мутаций при раке и открытия новых терапевтических возможностей», — пояснил изданию EFE Фелипе Кортес, руководитель группы топологии и разрывов ДНК в Испанском национальном исследовательском центре (CNIO) и ведущий автор работы вместе с Эрнесто Лопесом де Альбой и Исраэлем Сальгеро Корбачо.

Все клетки организма содержат ДНК — молекулу, содержащую генетическую информацию организма — инструкции для его правильного функционирования. Однако иногда, под воздействием стресса, например, солнечного света, ДНК разрушается, и клетка сама её восстанавливает.

Каждая репарация оставляет след, «мутационный отпечаток», похожий на шрам от раны, но в данном случае он содержит важную информацию: можно увидеть, что вызвало повреждение и какие механизмы использовала клетка для его восстановления.

«Изучение этих мутаций и понимание механизмов восстановления разрывов ДНК очень важно для лечения рака, поскольку многие методы лечения рака работают именно за счет разрывов ДНК», — пояснил исследователь CNIO.

Фактически, терапия часто становится неэффективной, поскольку опухолевые клетки учатся восстанавливать повреждения, нанесённые лекарствами. Поэтому понимание того, как клетки восстанавливают повреждения, может помочь предотвратить развитие резистентности опухолей к терапии и найти новые терапевтические мишени.

узоры шрамов

ДНК-шрамы не все одинаковы; они различаются в зависимости от наличия или отсутствия генов в клетке, и в этом заключается главная сила работы CNIO. Более того, они выяснили, как каждый из наших генов влияет на эти шрамы.

Чтобы добиться этого , группа создала около 20 000 различных популяций клеток, отключив (деактивировав) в каждой из них один ген, а затем, используя инструмент редактирования генов CRISPR, они внесли разрывы в клетки, чтобы изучить отпечаток (шрам), оставшийся в ДНК после ее восстановления клеткой.

Благодаря этой сложной и исчерпывающей работе каталог содержит все возможные модели рубцевания, что при лечении рака «может выявить уязвимости, которые можно использовать для разработки методов лечения», — объясняет Кортес. Именно поэтому REPAIRome позволит исследователям по всему миру быстро анализировать, как любой человеческий ген влияет на репарацию ДНК, анализировать функциональные корреляции между генами и исследовать задействованные молекулярные пути.

По словам авторов, это « платформа для новых открытий». «Это амбициозный проект, который, как мы надеемся, станет по-настоящему полезным ресурсом в исследованиях рака, а также в клинической практике», — подчеркнул Кортес.

В этом же исследовании авторы уже продемонстрировали способность REPAIRome помогать понимать мутации, связанные с наиболее распространенным типом рака почки, «но его можно применять и к другим опухолям, особенно тем, которые связаны с дефектами восстановления разрывов ДНК и/или тем, которые лечатся препаратами, повреждающими ДНК», — рассказал Кортес агентству EFE.

Помощь в редактировании генов

Кроме того, REPAIRome специально предназначен для устранения одного из самых серьезных типов повреждений ДНК — двухцепочечных разрывов (когда обе цепи двойной спирали ДНК разрываются одновременно), которые могут возникнуть из-за ошибки во время репликации ДНК или из-за внешних факторов, таких как воздействие рентгеновских лучей, солнечного света или лекарственных препаратов.

Авторы также надеются, что REPAIRome будет способствовать совершенствованию инструментов редактирования генов, поскольку новые системы CRISPR основаны именно на индуцировании разрывов для внесения определенных изменений в ДНК.

Ученые CNIO заключают, что REPAIRome станет «мощным ресурсом» для научного сообщества, особенно для тех, «кто интересуется двухцепочечной репарацией и биотехнологическим и медицинским применением систем редактирования генов CRISPR-Cas».