Ново откритие ще помогне за по-точна диагностика и лечение на рака

В ново проучване, изследователи от Университета в Цюрих (UZH) за първи път са проследили в реално време как туморните клетки реагират на стрес, причинен от лъчетерапия или химиотерапия, и как това въздействие се отразява на следващите поколения.

Оказва се, че увреждането на ДНК и стресът не само нарушават непосредствената функция на клетката, но и предизвикват дългосрочни промени. Увеличават разнообразието на клетъчната популация и помагат на туморите да се адаптират към лечението.

Дори в рамките на един орган, здравите клетки могат да се различават значително една от друга.

Тези разлики са резултат не само от генетични мутации, тоест промени в структурата на ДНК, но и от епигенетични промени, които не засягат самата ДНК, а променят активността на гените.

Клетъчното разнообразие може да бъде полезно за адаптация към неблагоприятни външни фактори. Но когато става въпрос за злокачествени тумори, то се превръща в сериозен проблем.

Раковите клетки го използват, за да избегнат лекарствата и да продължат да растат.

Използвайки флуоресцентни маркери, учените са проследили развитието на клетките в реално време.

Изследователите от UZH са разработили уникален метод за проследяване на развитието на клетките и появата на разлики между тях в реално време.

Използвайки CRISPR технологията, те са въвели флуоресцентни маркери в клетъчния геном, които им позволяват да наблюдават процесите на репликация на ДНК и да записват появата на увреждания.

По този начин екипът успял да проследи поведението на множество поколения клетки под микроскоп, разкривайки точно как стресът влияе върху последващото клетъчно развитие.

Резултатите показват, че след излагане на стресови фактори, като лъчетерапия или химиотерапия, дъщерните клетки започват да се държат различно.

Те се различават помежду си по времето на начало и продължителността на репликацията на ДНК, както и по нивото на протеините, които регулират клетъчния цикъл.

Тези разлики се запазват и в следващото поколение клетки, увеличавайки хетерогенността на цялата клетъчна популация.

С други думи, стресът предизвиква каскада от промени, които с течение на времето правят клетките все по-различни една от друга.

Проследяването на клетките показва, че те са се променили драстично след стреса, който са преживели.

Учените обърнали специално внимание на феномена полиплоидия – състояние, при което клетката съдържа повече от един пълен набор от хромозоми.

Този „разширен“ геном прави раковите клетки по-генетично сложни и им позволява да се адаптират по-бързо към лечението.

Анализът на наблюденията показва, че пътищата за образуване на полиплоидия могат да бъдат различни и това влияе върху стабилността и жизнеспособността на клетките.

Екипът планира да автоматизира процеса на наблюдение и да разшири мащаба на изследването, за да получи големи количества данни, които могат да бъдат обработени с помощта на изкуствен интелект.

Това ще отвори възможности за по-точна диагностика и персонализиран подход към лечението на рака.

В края на краищата, както подчертава професорът, това, което науката е открила сега, е само върхът на айсберга в разбирането как се развива туморната резистентност към лечение.