ДНК внутри клеток постоянно повреждается. Самым серьезным повреждений является двухцепочечный разрыв, когда обе нити ДНК повреждаются одновременно. Здоровые клетки обычно могут исправить эти разрывы с помощью высокоточных систем репарации, однако, когда эти системы дают сбой, клетки иногда прибегают к менее точному резервному методу.
Ученые из Института Скриппс изучили, когда и как активируется этот резервный путь репарации. Оказалось, что этот процесс можно обратить против раковых клеток, которые полагаются на него для выживания.
В основе скрытого механизма обнаружили R-петли — скрученные цепи генетического материала — своеобразные «клубки» РНК и ДНК. В доклинических моделях ученые работали с раковой мутацией SETX и выяснили, что во время всплеска повреждений ДНК клетка запускает механизм экстренной репарации — BIR.
Обычно BIR восстанавливает поврежденные цепи ДНК во время репликации, но также может действовать как резервная система при двухцепочечных разрывах. Проблема в том, что BIR копирует ДНК очень быстро и это часто приводит к ошибкам.
«Такая работа похожа на аварийную ремонтную бригаду, которая работает интенсивно, но совершает больше ошибок», — заявил соавтор работы Сяохуа У.
Дальнейшие эксперименты показали, что клетки с мутацией SETX зависят от трех белков, связанных с BIR: PIF1, RAD52 и XPF. Установлено, что эти белки не несут критически важной функции для здоровых клеток, поэтому они могут стать целевой мишенью для борьбы с раковыми клетками.
Важно уточнить, что мутация SETX не является самой распространенной в природе онкологических заболеваний, однако многие опухоли накапливают R-петли через другие механизмы. Таким образом, подход может быть полезен в лечении различных типов рака независимо от конкретной генетической поломки. Сейчас исследователи тестируют новую стратегию в различных моделях рака.
Ранее другие ученые из США обнаружили, что необходимое для поддержки здоровья самообновление клеток также способствует росту рака. Оказалось, что остановить этот ошибочный процесс можно воздействием на головной мозг.
