Американские исследователи обнаружили два гена, которые, кажется, сотрудничают, поскольку владелец переключается, чтобы включить сотни других генов, ведущих самые агрессивные формы рака мозга: они надеются, что их результаты исследования помогут развить абсолютно новые подходы, чтобы лечить эти неизлечимые опухоли.Это результаты исследования исследования, изданного в продвинутой онлайновой проблеме 23 декабря журнала Nature, который был во главе с доктором Антонио Иэвэроуном, адъюнкт-профессором неврологии в Герберте Ирвинге Всесторонний Онкологический центр, и доктор Андреа Калифано, директор Инициативы Колумбии в Системной биологии, обоих в Медицинском центре Колумбийского университета, Нью-Йорк, Нью-Йорк.
Исследовательская группа, включавшая физиков и биологов, использовала новый метод, названный системной биологией, чтобы помочь им найти гены от массы данных, представляющих всестороннюю сеть триллионов взаимодействий среди молекул.Для исследования они сосредоточились на глиобластоме multiforme, одном из самых летальных типов рака, развивающегося очень быстро. Это было раком, унесшим жизнь сенатора Эдварда Кеннеди 25 августа в этом году, спустя только 16 месяцев после того, как он был диагностирован.Глиобластома быстро вторгается в нормальный мозг и быстро формирует опухоли, которые неоперабельны.
Перед этим раком открытия у исследователей было мало понятия того, почему рак мозга был так агрессивен.Путем объединения идей от областей информационной теории и вычислительной биологии, Iavarone, Califano и коллеги собрали и экспериментально утвердили клеточную сеть для клетки глиобластомы.Такой успех немного походит впервые на способность наблюдать потоки трафика в большом городе и точно определить главные пункты перегруженности вместо того, чтобы наблюдать автомобили как способ выяснить то, что вызывает пробки.
Иэвэроун сказал что:«Вооруженный таким проектом машинного оборудования клетки, мы можем теперь задать указанные вопросы, такой как, какие гены ответственны за самые смертельные особенности этих опухолей».Исследователи нашли, что два гена, C/EPB и Stat3, вели себя как «основные ручки управления».«Когда одновременно активировано, они сотрудничают, чтобы включить сотни других генов, преобразовывающих клетки головного мозга в очень агрессивные, миграционные клетки», объяснил Иэвэроун.Не у всех с глиобластомой есть оба активные гена: исследователи нашли, что оба гена были активны приблизительно в 60 процентах пациентов с этой формой рака, и это помогло идентифицировать тех с неблагоприятным прогнозом.
Все пациенты в исследовании, у которых были оба активные гена, умерли в течение 140 недель после диагноза, в то время как половина пациентов, не попадавших в ту категорию, была все еще жива на той стадии.Обнаружение может открыть новые пути для комбинированной терапии, предназначающейся для обоих генов одновременно. Исследователи уже попробовали это у мышей: впрыскивание их с препаратами, заставившими оба гена замолчать, заблокировало их способность сформировать опухоли.
Поскольку Калифано объяснил:«Обнаружение означает, что подавление обоих генов одновременно, использование комбинации препаратов, могут быть сильным терапевтическим подходом для этих пациентов, для которых не существует никакое удовлетворительное лечение».После обнаружения этих двух генов с подходом системной биологии Iavarone и коллеги подтвердили их роль путем экспериментирования на клетках рака мозга и мышах.Иэвэроун сказал что:«Идентификация C/EPB и Stat3 стала полной неожиданностью для нас, так как эти гены никогда не вовлекались прежде при раке мозга».
Он сказал, использовали ли они традиционные методы, требовалось бы много времени, чтобы найти эти гены: они, вероятно, все еще искали бы их.«С терапевтической точки зрения это означает, что мы больше не напрасно тратим время, разрабатывая лекарства против незначительных актеров при раке мозга», сказал он, добавив что:«Мы можем теперь напасть на крупных игроков».
Новый подход имеет потенциал, чтобы изменить не только исследования рака, но также и исследование других болезней.Прошлое десятилетие видело огромные шаги в нашем знании генов и как они ведут себя благодаря массе данных, появившихся из проекта генома человека и новых технологий высокой пропускной способности, наблюдающих, как отдельные гены ведут себя в клетках. Но команде в Колумбии, ученые были все еще поглощены использованием этой информации, чтобы просто сравнить данные от раковых клеток с данными от нормальных клеток как способ узнать, какие гены ответственны за рак.Но, поскольку они объяснили прессе, это немного походило «на исследование авиакатастрофы и обвинение крыла, потому что это имеет большую часть повреждения».
В новом подходе возможно проанализировать сеть молекулярных взаимодействий и проследить от эффектов до первопричин, после принципа «обратного проектирования», найти более аккуратные гены.Фактически, эти два гена имеют очень слабовыраженные эффекты, и они, кажется, очень похожи в нормальных клетках и раковых клетках.
Только, когда они сотрудничают, два почти незаметных эффекта становятся крупными, как крошечный выключатель контроля, вызывающий авиакатастрофу, сказали они.«Транскрипционная сеть для мезенхимального преобразования мозговых опухолей».Мария Стелла Карро, Вэй Кэат Лим, Мариано Хавьер Альварес, Роберт Дж. Болло, Сюйдун Чжао, Эван И. Снайдер, Эрик П. Сулмен, Сандрин Ль.
Anne, Fiona Doetsch, Howard Colman, Anna Lasorella, Ken Aldape, Andrea Califano & Antonio Iavarone.Природа, продвиньте онлайновую публикацию 23 декабря 2009.
DOI:10.1038/nature08712Источник: медицинский центр Колумбийского университета.