Раковите клетки са истински биологични измамници. Докато повечето клетки в тялото на здравия организъм функционират, следвайки един и същ набор от генетични правила, раковите клетки безсрамно ги пренебрегват. Например здравите клетки могат да се делят само около 50 пъти, преди да прекратят деленето си. Раковите клетки обаче носят мутация, която им позволява да се делят безкрайно. Но скорошни изследвания разкриват съвсем ново ниво на онкологични „трикове“. Оказва се, че много ракови клетки са спрели да се подчиняват и на законите на Мендел за наследствеността, което обяснява защо някои тумори развиват устойчивост към химиотерапия с привидно свръхестествена скорост, пише The Economist.

Тези закони, формулирани през XIX век от августинския монах Грегор Мендел, описват как наследствените белези се предават между поколенията и поставят граници на различията между родители и деца. Първоначалните експерименти на Мендел са с грах в манастирската градина, но впоследствие неговите принципи се оказват валидни за всичко – от човешкия ръст до устойчивостта към болести на отделни клетки.

Както описва Пол Мишел от Станфордския университет в статия в списание Cell тази седмица, някои ракови клетки отказват да „играят по правилата“. Неговото изследване показва, че при около 20% от човешките туморни проби част от ДНК се отделя от хромозомите, към които обичайно е прикрепена, и образува малки кръгови структури от извънхромозомна ДНК (ecDNA), разпръснати из клетъчното ядро. В това състояние те вече не подлежат на строгия контрол на митозата – стандартния процес, при който хромозомите се разделят на две идентични копия за всяка дъщерна клетка. Това въвежда елемент на непредсказуемост в наследяването на гените и позволява мутациите да възникват по-бързо и в по-голям мащаб.

Испанецът Едуард Батле е част от научен екип, който създава нова молекула. Надеждите са, че тя ще е в основата на успешна терапия за онкологични заболявания. Той тръгва от семейство, което няма нищо общо с медицината, за да стигне до световните върхове

Сладкарят, който изобрети лекарство срещу рак – една история за 7 млрд. евро

Подобни клетъчни „хитрини“ са наблюдавани и при бактерии и гъби, които ги използват, за да развиват устойчивост към лекарства. Едва когато д-р Мишел започва да изследва темата през 2012 г., става ясно, че раковите клетки са също толкова „изобретателни“. Оттогава той и колегите му установяват, че фрагментите ecDNA съдържат предимно информация за защитни механизми, които позволяват на раковите клетки да се размножават бързо и да избягват унищожение. Това вероятно се дължи на факта, че клетките, носещи такава ДНК, се размножават по-лесно. Със сигурност обаче това увеличава вероятността нови вредни характеристики да се появяват по-бързо, отколкото биха позволили законите на Мендел.

Това откритие разкрива и потенциална слабост. Д-р Мишел работи в тясно сътрудничество с Хауърд Чанг, главен научен директор на биотехнологичната компания AMGEN, и установява, че дъщерните клетки могат да се възползват от ecDNA само ако тези кръгови фрагменти успеят отново да се „вплетат“ в хромозомите след митозата. Това става с помощта на т.нар. „закотвящи протеини“, които връщат ecDNA към хромозомите, както и чрез специфични ДНК последователности, позволяващи интеграцията им обратно в тях.

Според д-р Мишел именно тези последователности и протеини са обещаващи мишени за бъдещо лечение. „Ако се разработят лекарства, които ги деактивират или унищожават, ecDNA ще остане „без посока“ и ще загуби предимствата, които дава на туморните клетки“, обяснява той. Тези изследвания все още са в начален етап, но вече са идентифицирани някои подходящи „закотвящи“ протеини. Предстоят клинични изпитвания.

Колкото и важна да е ecDNA като механизъм за обяснение на поведението на някои агресивни тумори, „би било опростяване да се твърди, че тя е единственият фактор“, отбелязва Лилиан Сиу, президент на Американската асоциация за изследване на рака и онколог в Центъра „Принцеса Маргарет“ в Торонто. Според нея обикновени мутации, причинени от нестабилност на генома и дефекти в поправката на ДНК, също допринасят за появата на ecDNA, която от своя страна може допълнително да засили тази нестабилност. Дори ако блокирането на „закотвящите“ протеини забави бързата еволюция, задвижвана от ecDNA, факторите, които първоначално водят до появата ѝ, вероятно ще продължат да действат.