Celulele canceroase pot datora o parte din natura lor distructivă ADN-ului unic, în formă de gogoașă, potrivit unui nou studiu.
Studiul, publicat astăzi (20 noiembrie) în revista Nature, a descoperit că, în unele celule canceroase, ADN-ul nu se împachetează în structuri asemănătoare firului, așa cum se întâmplă în celulele sănătoase - mai degrabă, materialul genetic se pliază într-un inel - ca forma care face cancerul mai agresiv.
"ADN-ul transmite informații nu numai în secvența sa, ci și în forma sa", a declarat autorul co-senior Paul Mischel, profesor de patologie la Universitatea din California din San Diego.
După cum vă puteți aminti din clasa de biologie, majoritatea ADN-ului nostru este ambalat strâns în nucleele celulelor în structuri cunoscute sub numele de cromozomi. Aproape toate celulele au 23 de perechi de cromozomi, fiecare dintre care constă din aproximativ 1,82 metri de ADN înfășurat strâns în jurul grupurilor de proteine care servesc ca un eșafod.
Această structură umplută cu gem permite ca unele gene să fie accesibile de către moleculele care „citesc” și efectuează instrucțiunile genetice, în timp ce alte gene să rămână ascunse. Ceea ce rezultă este un utilaj extrem de reglementat, care împiedică celula să îndeplinească instrucțiuni genetice nedorite și să reproducă (creând noi „celule fiice”) într-un mod neregulat.
"Tot ce am învățat despre genetică spune că schimbările ar trebui să fie lente", a spus Mischel pentru Live Science. Însă ani în urmă, Mischel și echipa sa au descoperit că într-un anumit tip de cancer la creier numit glioblastom, tumorile „păreau să se poată schimba într-un ritm care pur și simplu nu avea niciun sens”. Celulele tumorale, pe măsură ce s-au împărțit în celule fiice, păreau să amplifice oarecum expresia oncogenelor - gene care pot transforma o celulă obișnuită într-una canceroasă.
S-a dovedit că unele dintre aceste copii amplificate de oncogene s-au „decontat de cromozomi”, a spus Mischel. După ce s-au desprins de cromozomi, aceștia au fost agățați de alte bucăți de ADN din interiorul celulei, potrivit unei lucrări publicate de jurnalul Science în 2014. Atunci au descoperit că aceste bucăți de ADN (ecDNA) „extracromosomale” apar de fapt. în aproape jumătate din cancerele umane, dar rareori au fost depistate în celulele sănătoase, a constatat autorii într-o lucrare publicată în revista Nature în 2017.
În acest nou studiu, ei și-au dat seama de ce ecDNA este atât de robust. O combinație de imagistică și analiză moleculară a relevat faptul că aceste bucăți de ADN sunt înfășurate în jurul proteinelor în formă de inel, similar cu ADN-ul circular găsit în bacterii.
Această formă a inelului face mult mai ușor pentru utilajele celulelor să acceseze o mulțime de informații genetice - inclusiv oncogene - astfel încât să poată transcrie rapid și să le exprime (de exemplu, instruiți o celulă sănătoasă să se transforme în cancer), a spus Mischel. Această accesibilitate ușoară permite celulelor tumorale să genereze cantități mari de oncogene care promovează tumora, să evolueze rapid și să se adapteze ușor la un mediu în schimbare.
Mai mult, cercetătorii au descoperit că, spre deosebire de celulele sănătoase, care își împart genele în celulele fiice într-un mod regulat și așteptat, aceste celule canceroase își distribuie ecDNA în mod aleatoriu. Este ca „o fabrică de pompare de tone și tone de oncogene”, ceea ce duce la faptul că unele celule fiice primesc multiple copii de oncogene într-o diviziune celulară, a spus Mischel.
"Acesta este un studiu foarte interesant", a declarat Feng Yue, director al Centrului pentru Genomica Cancerului de la Universitatea Northwestern, Lurie Cancer Center, care nu a fost implicat în cercetare. Acest lucru reprezinta un avans conceptual a modului in care contributiile ecDNA la oncogeneza in cancerul uman.
Mischel, și unii dintre ceilalți autori de studiu sunt co-fondatori ai Boundless Bio Inc., o companie care cercetează terapii bazate pe ec-ADN. Coautorul studiului Vineet Bafna este, de asemenea, co-fondator și are un capital propriu în compania Digital Proteomics, dar autorii susțin că niciuna dintre companii nu a fost implicată în această cercetare.
