Расшифровка эпигенетических механизмов рака для создания терапии следующего поколения
Расшифровка эпигенетических механизмов рака для создания терапии следующего поколения
За последние десятилетия в онкологии появился ряд новых областей для проведения исследований, в том числе – изучение возможностей терапии на основе эпигенетики1. Чтобы понять роль эпигенетики в развитии заболевания и разработать новые способы борьбы с онкологической патологией путем модуляции экспрессии генов, мы инвестируем в технологии в данной области и привлекаем опытных специалистов.
Переход к эпохе эпигенетической революции
Каждая из миллиардов клеток в организме человека имеет одинаковую ДНК, а эпигенетические механизмы контролируют экспрессию конкретных генов, что приводит к возникновению множества различных типов клеток2. Если ДНК — это необработанный код генома, то эпигенетика — это способ запустить код, по аналогии с нажатием клавиши «Enter» на клавиатуре компьютера.
Каждая клетка содержит примерно два метра ДНК, накрученной на гистоновые белки и упакованной в хроматин, что обеспечивает эффективный способ расположения ДНК в ядре3. Однако из-за компактности своей структуры ДНК недоступна для клеточных механизмов, необходимых для экспрессии генов4. Для решения этой проблемы существуют белковые комплексы, известные как эпигенетические «писатели», которые добавляют химические модификации к гистонам, тем самым способствуя ремоделированию хроматина и включая экспрессию генов, тогда как «ластики» удаляют эти метки и выключают экспрессию генов4. Эпигенетические белки также регулируют экспрессию генов, напрямую модифицируя ДНК и РНК2.
Нарушение регуляции эпигенетических процессов может привести к возникновению заболеваний и считается одним из онкогенных факторов4. Взяв под свой контроль эти процессы, опухолевые клетки могут перепрограммировать профиль экспрессии генов клетки, чтобы обеспечить собственное выживание и развитие клеток и вызвать резистентность к лечению5. Однако эти процессы также создают специфичную для опухоли уязвимость, которую можно использовать в терапевтических целях — от обнаружения и ориентирования на опухолевые клетки до перепрограммирования иммунных клеток и борьбы с резистентностью5,6.
Расширение нашего набора инструментов для борьбы с раком
Мы расшифровываем эпигеном рака на клеточном уровне, используя передовые технологии, такие как мультиомика, что позволяет нам по-новому взглянуть на роль нарушений эпигенетической регуляции при раке7.
Глубокое понимание эпигенетических изменений, особенно тех, что происходят в начале заболевания, поможет более эффективно выявлять и лечить рак, в том числе на более ранних стадиях1. Изучая новые способы классификации опухолей, мы надеемся выявить новые группы пациентов, что поможет нам разработать персонализированную терапию нового поколения, что потенциально может приблизить нас к полному излечению этого заболевания8.
Эпигеномное секвенирование также позволяет лучше понять причины резистентности к терапии. Это в свою очередь поможет в поиске новых подходов в борьбе с заболеванием8.
Мы знаем, что большие научные открытия не возникают в изоляции, поэтому расширяем свой опыт и возможности, сотрудничая с экспертами в данной области. Совместно с компанией «Аксент Терапьютикс» (Accent Therapeutics) мы исследуем РНК-модифицирующие белки (RMP) в качестве новых мишеней для противоопухолевых средств. RMP контролируют преобразование РНК в белок, и их содержание повышается при некоторых видах злокачественных новообразований, что способствует росту и выживанию опухоли9. Мы также сотрудничаем с компанией «Протерос» (Proteros) с целью идентифицировать новые химические вещества для воздействия на эпигенетические ферменты.
Список литературы
- 1. Weinhold B. Epigenetics: The science of change. Environ Health Perspect. 2006;114(3): A160–A167.
- 2. MedlinePlus. What is epigenetics? Доступно по ссылке: https://medlineplus.gov/genetics/understanding/howgeneswork/epigenome/. По состоянию на февраль 2022 г.
- 3. Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. Chromosomal DNA and its packaging in the chromatin fiber. New York Garland Science. 2022.
- 4. Phillips T, Shaw K. Chromatin remodeling in eukaryotes. Nature Education. 2008;1(1):209
- 5. Wainwright EN, Scaffidi, P. Epigenetics and cancer stem cells: Unleashing, hijacking, and restricting cellular plasticity. Trends Cancer. 2017;3(5): 372–386.
- 6. Kaur J, Daoud A, Eblen ST. Targeting chromatic remodeling for cancer therapy. Curr Mol Pharmacol. 2019;12(3):215-229.
- 7. Pettini F, et al. Multi-omics model applied to cancer genetics. Int J Mol Sci. 2021; 22(11): 5751.
- 8. Herceg Z, Hainaut P. Genetic and epigenetic alterations as biomarkers for cancer detection, diagnosis and prognosis. Mol Oncol. 2007; 1(1): 26–41.
- 9. Accent Therapeutics. RNA-modifying proteins. Доступно по ссылке: https://www.accenttx.com/our-scientific-focus/rna-modifying-proteins/. По состоянию на февраль 2022 г.