Применение болиголова при раке. Генетики из Йеля нашли мутации, вызывающие «рак Маккейна»

Система геномного редактирования CRISPR/Cas9 помогла генетикам из Йеля выделить несколько генов, мутации в которых приводят к развитию глиобластомы – крайне агрессивной формы рака мозга, которая была недавно найдена у сенатора Джона Маккейна.

«ДНК раковых клеток достаточно хорошо изучена, и мы сегодня знаем о существовании нескольких сотен мутаций, связанных с развитием рака, но нам было крайне тяжело понять, поломки в каких генах или какие комбинации подобных повреждений вызывают рак. Эта информация важна не только для понимания природы рака, но и определения того,

какие лекарства будут работать лучше всего для каждого пациента», — рассказывает Сиди Чен (Sidi Chen) из Йельского университета (США).

Различные формы рака головного и спинного мозга являются относительно редкими по сравнению с раком груди, простаты или кишечника, однако их редкость компенсируется тем, что фактически все из них являются крайне агрессивными и опасными для человека. Приобретение такого рака в большинстве случаев ведет к быстрой гибели пациента из-за сложностей в применении химиотерапии или невозможности хирургического вмешательства.

Рак мозга чаще всего поражает детей, а не взрослых, и только один из нескольких подвидов этих опухолей, глиобластома, является причиной 15% смертей от рака среди младенцев. До сих пор не было известно средств, которые могли бы предотвратить развитие этих опухолей и при этом не вызвать массовую гибель здоровых клеток мозга. Относительно недавно ученые обнаружили, что таволга и некоторые другие растения содержат в себе вещества, способные подавлять этот рак.

Как отмечает Чен, несмотря на наличие химиотерапии, позволяющей продлить жизнь больным с глиобластомой, ученые до сих пор не понимают, как именно развивается глиобластома. Причиной этого является то, что с ее появлением связано огромное число генов и мутаций – около 450 «опечаток» примерно в 220 генах. Каждая из них может или просто усугублять болезнь, или же служить причиной развития опухоли.

«Простой» анализ этих генов ни к чему не привел – ученым в лучшем случае удалось сократить число возможных «подозреваемых» до 71 гена, чья структура меняется сильнее всего при развитии глиобластомы. Проблема усугубляется тем, что подобные опухоли нормально растут только внутри мозга человека и животных, что мешает проведению опытов с ними в пробирках.

Чен и его коллеги решили эту проблему при помощи двух вещей – особой породы трансгенных мышей, предрасположенной к развитию глиобластомы, и новой версии геномного редактора CRISPR/Cas9, позволявшей ученым отключать один из этих двух сотен генов, связанных с развитием данной формы рака.

Использую подобную генную терапию, ученые отключали один или несколько генов в клетках мозга мышей, и проверяли через несколько месяцев, появлялись ли опухоли в их голове. Эти опыты помогли биологам выделить пять генов – RB1, B2M, NF1, ZC3H13 и MLL3, повреждение которых почти гарантированно приводило к развитию рака, а также несколько других мутаций, порождавших рак с очень высокой долей вероятности.

Все опухоли, порожденные комбинациями этих генов, обладали уникальными чертами и поведением, изучение которых, как надеются ученые, поможет медикам понять, какие именно препараты могут подавлять или затормаживать их развитие, что позволит или спасти больных, или максимально продлить их жизнь.