Специалисты из Института биомедицинских исследований в Барселоне, Испания (IRB Barcelona) сообщили об обнаружении «спускового крючка», запускающего процесс развития раковой опухоли.
Согласно результатам их исследования, опубликованного 24 февраля в журнале Nature, таким триггером является ген CPEB1, а механизм, в основе которого лежит его гиперэкспрессия, является ключевым регулятором роста злокачественного новообразования.
Сотрудники лаборатории под руководством профессора Рауля Мендеса (Raul Mendez) уже в течение нескольких лет занимаются семейством РНК-связывающих белков CPEB, которые играют очень важную позитивную роль на стадии раннего эмбрионального развития, а также в процессе регенерации тканей у взрослых, обеспечивая бурную пролиферацию клеток. Однако, как установили ученые, если программа, управляемая CPEB, не выключается по мере ее выполнения, а в результате отклонения в работе соответствующих генов «включена» постоянно, это приводит к неконтролируемому делению клеток и росту злокачественного новообразования.
Экспериментируя на клетках лимфомы Ходжкина, авторы выяснили, что ключевое место в этом механизме занимает ген CPEB1, регулирующий процесс синтеза белков на базе матричных РНК (трансляции) в цитоплазме. Как установили авторы, кодируемый CPEB1 одноименный белок укорачивает 3′-нетранслируемую область (3′-НТО) мРНК во время транскрипции (происходящего в ядре клетки синтеза РНК на матрице ДНК).
3′-НТО не кодирует белки, а, в том числе, регулирует активность РНК во время трансляции. При укороченной 3′-НТО гиперактивность сотен мРНК влечет за собой неконтролируемое размножение клеток. При этом белок CPEB1, перемещаясь вслед за мРНК из ядра в цитоплазму, стимулирует и ускоряет этот процесс, который идет по нарастающей.
Как показали предыдущие исследования группы Мендеса, четыре белка, составляющих семью CPEB, в норме могут замещать функции друг друга, но в случае отклонения от нее, то есть болезни, их активность становится специфической. Этот момент важен с точки зрения выбора CPEB1 в качестве потенциальной терапевтической мишени – если подавлять его активность в здоровых клетках, его функции возьмут на себя другие CPEB-белки, но в случае опухолевых клеток этого не произойдет – его способность укорачивать 3′-НТО в данном случае уникальна.
В исследовании, опубликованном в 2011 году в Nature Medicine, Мендес и его коллеги выявили способность белка CPEB4 провоцировать активность от 200 до 300 генов, связанных с ростом опухолей. Как выяснилось в ходе последней работы, гиперэкспрессия CPEB4 в опухолевых клетках также связана с CPEB1 – тот контролирует уровень других белков своей группы в клетках. Это хорошая новость, считает Мендес, так как способность CPEB-белков регулировать друг друга усилит эффект от ингибирования лишь одного из них и повлечет за собой перепрограммирование опухолевых клеток.
В настоящее время сотрудники лаборатории Мендеса заняты разработкой препарата, способного блокировать активность CPEB-белков. «Сейчас пока не существует веществ, регулирующих экспрессию генов на таком уровне. Наши исследования открыли принципиально новое направление, в котором нужно действовать, мы полны оптимизма в отношении CPEB-белков в качестве мишеней при разработке лекарства от рака», – заявил Мендес.