Καρκίνος: Πώς εκμεταλλεύεται τους γονιδιακούς επεξεργαστές των εμβρυϊκών κυττάρων
Οι καρκινικές κυτταρικές δομές έχουν την ικανότητα να επαναφέρουν γονίδια που σχετίζονται με την εμβρυϊκή ανάπτυξη για να προωθήσουν την ανάπτυξή τους. Μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nucleic Acids Research αποκαλύπτει ότι η ασθένεια εκμεταλλεύεται επίσης τις πρωτεΐνες ή «επεξεργαστές» που ελέγχουν την ανάγνωση αυτών των γονιδίων.
Η ταχεία ανάπτυξη των όγκων
Τα εμβρυϊκά κύτταρα πρέπει να αναπτύσσονται γρήγορα και να είναι ικανά να μεταμορφώνονται σε διάφορους τύπους ιστών. Αυτά τα κύτταρα βασίζονται σε γενετικά προγράμματα που τελικά απενεργοποιούνται καθώς οι ιστοί ωριμάζουν. Ο καρκίνος επαναφέρει αυτά τα προγράμματα, παρέχοντας στην ασθένεια μια εμβρυϊκή δυνατότητα που ενισχύει την ανάπτυξή της.
Ερευνητές από το Κέντρο Γενωμικής Ρύθμισης (CRG) αποδεικνύουν ότι τα καρκινικά κύτταρα τροποποιούν τα εργαλεία επεξεργασίας του κυττάρου ώστε να γίνουν παρόμοια με τα εμβρυϊκά. Αυτά είναι οι παράγοντες επεξεργασίας, πρωτεΐνες που επεξεργάζονται το RNA αφού έχει αντιγραφεί από το DNA, αναδιατάσσοντας διάφορα τμήματα στη σειρά για να αλλάξουν το μήνυμα ενός γονιδίου.
Η παρέμβαση των παραγόντων επεξεργασίας
Κανονικά, οι παράγοντες επεξεργασίας βοηθούν τα κύτταρα να προσαρμόζονται σε μεταβαλλόμενα περιβάλλοντα, παρέχοντας τη δυνατότητα δημιουργίας διαφορετικών πρωτεϊνών από το ίδιο γονίδιο. Η μελέτη αποκάλυψε ότι τα καρκινικά κύτταρα ενεργοποιούν παράγοντες επεξεργασίας που είναι συνήθως ενεργοί μόνο στην πρώιμη ανάπτυξη, ενισχύοντας την ανάπτυξη των όγκων.
«Ανακαλύψαμε ότι ο καρκίνος δεν εφευρίσκει νέες μεθόδους. Αντίθετα, επαναχρησιμοποιεί παλιά προγράμματα που τα κύτταρα χρησιμοποιούν κανονικά κατά την πρώιμη ανάπτυξη, όταν απαιτείται ταχεία ανάπτυξη», εξηγεί ο Δρ. Μικέλ Αγγλάδα-Γκιρόττο, κύριος συγγραφέας της μελέτης.
Η έρευνα παρέχει μια εξήγηση για το γιατί ο καρκίνος είναι μια τόσο ισχυρή ασθένεια. Προτείνει επίσης νέες ευκαιρίες. Αν οι γιατροί μπορούν να ανιχνεύσουν πότε οι παράγοντες επεξεργασίας αρχίζουν να αλλάζουν, μπορεί να εντοπίσουν τους καρκίνους νωρίτερα. Και αν τα φάρμακα μπορούν να στοχεύσουν μόνο έναν παράγοντα επεξεργασίας, αυτό θα μπορούσε να έχει αντίκτυπο σε ολόκληρο το δίκτυο και να επιβραδύνει ή να σταματήσει την ανάπτυξη των όγκων.
Η ανακάλυψη αυτή κατέστη δυνατή χάρη στην εκπαίδευση ενός μοντέλου τεχνητής νοημοσύνης να διαβάσει το ευρύ μοτίβο δραστηριότητας γονιδίων στα κύτταρα και να συμπεράνει τι έκαναν οι παράγοντες επεξεργασίας πίσω από τις σκηνές. Προτού, οι επιστήμονες έπρεπε να διαβάσουν κάθε μικρή επεξεργασία σε κάθε μόριο RNA, μια χρονοβόρα και δαπανηρή διαδικασία.
Οι συγγραφείς της μελέτης πιστεύουν ότι με το νέο εργαλείο, οι ερευνητές μπορούν τώρα να σαρώσουν χιλιάδες υπάρχοντα σύνολα δεδομένων για να δουν πώς συμπεριφέρονται οι παράγοντες επεξεργασίας, βοηθώντας να αποκαλύψουν πώς ο καρκίνος καταλαμβάνει τον έλεγχο ενός κυττάρου και αποκαλύπτοντας κρυφές αδυναμίες.
Η εργασία καθοδηγήθηκε από τον Δρ. Αγγλάδα-Γκιρόττο και εποπτεύτηκε από τον Καθηγητή Έρευνας ICREA Λουίς Σεράνο στο Κέντρο Γενωμικής Ρύθμισης και τον Δρ. Σαμουέλ Μιραβέτ Βέρδε στο ETH Ζυρίχης.
