Ученые Школы биомедицины Дальневосточного федерального университета (ШБМ ДВФУ) вместе с иностранными коллегами нашли эффективный способ выявлять гены и молекулы, повреждение которых ведет к хромосомной нестабильности, характерной для опухолевых клеток. Методика также подходит для поиска новых противораковых соединений адресного действия.

Статья об этом опубликована в журнале Genome Research.

Ученые ШБМ ДВФУ вместе с коллегами разработали высокопроизводительную тест-систему, чтобы вычислять гены-источники белков, которые могут стать мишенями для противораковых препаратов. Анализ функциональной активности нескольких сотен генов или препаратов-кандидатов на роль будущих лекарств, увеличивающих хромосомную нестабильность, можно провести всего за 72 часа.

Используя разработку, специалисты ДВФУ определили ряд генов (PINK1, IRAK1, PNCK, TAOK1 и TRIO), повреждение которых приводит в процессе деления клеток к дальнейшему неравномерному распределению генетического материала.

«В большинстве случаев при раковых заболеваниях остается неясным молекулярный механизм, который приводит к ошибкам в процессе деления здоровых клеток. За этим стоит повреждение конкретных генов и их регуляторных систем. Эффективные лекарства также должны действовать на конкретные гены или их продукты. Применяя нашу тест-систему, мы выключали различные гены из генома человека. В итоге удалось определить новый набор генов, выключение которых приводит к хромосомной нестабильности — аномальному свойству, наиболее характерному для опухолевых клеток. Если нам удастся узнать полный спектр таких генов, мы сможем по-новому взглянуть на механизм деления клеток и расхождения хромосом, и наметить новые пути адресного терапевтического воздействияна раковые клетки». — объяснил Вадим Кумейко, заместитель директора по развитию ШБМ ДВФУ, старший научный сотрудник Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского (ДВО РАН).

Ученый рассказал, что тест-систему можно использовать для поиска новых противоопухолевых препаратов, запредельно увеличивающих уровень хромосомной нестабильности в клетках рака и вызывающих их гибель. Самый известный такой препарат на сегодняшний день – таксол, внесенный Всемирной организацией здравоохранения в перечень наиболее важных лекарств.

Новая тест-система состоит из клеточной линии фибросаркомы HT1080, в которую включили искусственную хромосому человека с «вшитыми» генами зеленого флуоресцентного белка. Система так устроена, что флуоресцентный белок имеет ограниченный период жизни, и когда часть клеток теряет хромосомы под воздействием искусственной антисмысловой РНК или же потенциального противоопухолевого препарата, клетки вскоре перестают светиться. Так ученые могут понять, что произошел «нокдаун» генов, работа которых критична для расхождения хромосом и правильного распределения генетического материала.

«Со стороны ДВФУ важную роль в разработке системы сыграл молодой ученый – недавний аспирант Школы биомедицины Николай Гончаров. В рамках работы над проектом он получил поддержку Фонда Сергея Шпиза, выдержав конкурс среди сотен претендентов», — отметил Вадим Кумейко, научный руководитель Николая Гончарова.

Он подчеркнул, что проект с искусственными хромосомами активно развивается в ДВФУ последние 5 лет и был бы не возможен без выдающихся русских ученых – Владимира Ларионова и Натальи Куприной, работающих в последние годы в одном из самых передовых научных институтов мира – Национальном институте рака (NCI/NIH, Бетезда, США).

В работе приняли участие специалисты из ДВФУ, Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского (Владивосток), Национального института рака Национального института здравоохранения (США); Университета Эдинбурга (Великобритания), Института исследований ДНК Kazusa (Япония).