Разкриха произхода на раковите хромозоми

През 50-те години на ХХ век изследователите открили в раковите клетки хромозоми, които били необичайно големи и понякога сякаш се завъртали.

В така наречените неохромозоми са установени в около 3% от раковите тумори (и почти в четвърт от случаите на рака на костите и липидните тъкани). Но никой от учените не знаел как именно те се формират и за какво отговарят.

Сега Дейвид Томас от института „Гарван“ в Сидни, Австралия, и негови колеги изучил последователностите на гените на тези гигантски хромозоми и реконструирали тяхната еволюционна история.

Изследователите проверили три различни популации, отгледани в лабораторията клетки липосаркоми – рак на мастната и съединителната тъкан.

В някои неохромозоми учените открили ДНК, принадлежаща на много други хромозоми. Освен това гените, важни за развитието на туморите, можели да се повтарят в такава хромозома от 60 до 100 пъти, съществено усилвайки своето влияние върху „превзетата“ клетка. Някои неохромозоми също били три пъти по-дълги от най-големите нормални хромозоми.

Моделиране показало, че основните изменения в структурите на такива неохромозоми не протича постепенно. Да напомним как се държи нормалната хромозома. Когато тя губи теломери – крайните участъци, тя се разрушава на части. Този процес е бил открит още през 2010 година и е наречен хромотрипсис.

Механизмите на природно възстановяване на ДНК, разбира се, след това се пуска и отново събира парчетата, но възниква объркване и обикновено клетката умира. „Хромозомното объркване“ съществува вече без каквито и да било теломери, съединявайки краищата на различните фрагменти в пръстен.

„У тази хромозома са заложбите на истинско чудовище Франкенщайн – коментира Томас. – Всяко следващо деление на клетката разкъсва тези кръгови хромозоми неравномерно – едната половина получава повече сечения от другата, тоест губят се някои гени и се множат други. В хода на хиляди такива деления тя приема фрагменти ДНК от всички други хромозоми, които също се оказват разрушени.“

Най-неприятният вариант на събитията е чудовищната хромозома, получаваща много копия на гени, важни за развитието на рака.

В определен момент кръгът престава да расте и пръстеновидната неохромозома се превръща в линейна – тя успява да захване теломерите от други хромозоми и придобива стабилност.

За да проверят помагат ли раковите гени на неохромозомите да оцелеят, изследователите се постарали да ги блокират. Когато най-после успели, клетките загинали.

Експертите били поразени от това откритие. То помага да се разбере как раковите клетки могат да вземат тези ДНК елементи, които допринасят за тяхната профилерация и оцеляване, а ненужните генетични елементи се отсяват.

Разбира се, това все още е малка крачка по дългия път към раковите заболявания, но е изключително важна. Тай като в неохромозомите масово се усилват именно конкретни гени, това означава, че те са важни за оцеляването на тези хромозоми.

Теоретично откритието може да допринесе за създаването на медикаменти, способни да спират пагубния процес. Според Томас основна мишена за бъдещите изследвания трябва да бъде именно медицински препарат, който ще е способен да включва такива гени. И такива изследвания вече се провеждат.

Научната статия на екипа на Томас е публикуван в изданието Cancer Cell.