Как лимфома перестраивает геном человека: ответ ученых

Исследование ученых из Центра геномной регуляции в Барселоне кардинально меняет понимание того, как хромосомные аномалии запускают развитие онкологических заболеваний. Оказалось, что транслокации способны вызывать волновой эффект, одновременно активируя десятки генов по всей хромосоме.
Автор Наука Mail
Доктор пальпирует шею пациента
Исследование объясняет, как лимфома перестраивает геном человекаИсточник: Unsplash

Новое исследование проливает свет на ранее неизвестные механизмы развития мантийноклеточной лимфомы. Ученым удалось обнаружить, что хромосомные ошибки, известные как транслокации, вызывают гораздо более масштабные и разрушительные последствия для генома, чем считалось ранее. Традиционная точка зрения заключалась в том, что транслокация провоцирует рак, воздействуя непосредственно на гены в непосредственной близости от разрыва хромосомы. Однако данные исследования демонстрируют, что эффект может распространяться на десятки миллионов пар оснований ДНК, затрагивая активность десятков генов одновременно.

В центре внимания ученых оказалась конкретная транслокация, которая является отличительной чертой мантийноклеточной лимфомы. При этой аномалии участок одиннадцатой хромосомы меняется местами с участком четырнадцатой. В результате мощный регуляторный элемент — энхансер IGH, который в здоровых B-клетках отвечает за усиление выработки антител — оказывается рядом с геном CCND1, стимулирующим деление клеток. Это соседство приводит к бесконтрольному росту клеток, что и провоцирует рак. Однако давно было известно, что одной только активации гена CCND1 недостаточно для запуска полноценного заболевания.

Сконструированные клетки лимфомы из мантийных клеток
Сконструированные клетки лимфомы из мантийных клетокИсточник: Центр регулирования геномики

Чтобы разгадать эту загадку, международная команда исследователей под руководством доктора Рене Бикман разработала уникальную экспериментальную модель. Используя технологию генного редактирования CRISPR, ученые впервые смогли воспроизвести точную хромосомную транслокацию, характерную для пациентов с лимфомой, в здоровых В-клетках в лабораторных условиях. Эта модель позволила провести детальный анализ самых ранних этапов развития болезни, что невозможно сделать на образцах тканей пациентов по этическим и техническим причинам. 

Оказалось, что после транслокации значительно повысилась активность не одного-двух, а более пятидесяти генов, расположенных по всей длине одиннадцатой хромосомы. Масштаб воздействия составил около 50 миллионов пар оснований ДНК. Такой волновой эффект в корне меняет взгляд на онкогенез. Каждый из этих генов потенциально является новым драйвером рака, а значит, и новой мишенью для будущей терапии.

Ранее австралийские ученые из лаборатории Института Фрейзера при университете Квинсленда впервые вырастили образцы кожи, полностью имитирующей человеческую.