Ген-«оборотень», который должен был защищать ДНК, начал ее рушить — как это повлияет на лечение рака

Исследователи из Медицинского колледжа штата Пенсильвания обнаружили особенность гена EXO1, которая может помочь в поиске новых подходов к персонализированному лечению рака. Этот ген участвует в восстановлении поврежденной ДНК, однако ученые установили, что при чрезмерной выработке он может начать действовать противоположным образом и вызывать дополнительные повреждения генетического материала.

Об этом сообщило издание SciTechDaily.

По словам исследователей, чрезмерная активность гена EXO1 фиксируется примерно в 20-30% случаев рака молочной железы и яичников. Повышенный уровень его экспрессии также обнаружили у пациентов с меланомой, раком шейки матки, яичек и опухолями гепатобилиарной системы.

Изучение данных Атласа генома рака показало, что новообразования с высокой экспрессией EXO1 имеют характеристики, похожие на опухоли, связанные с мутациями BRCA. Ученые пришли к выводу, что такие виды рака могут вести себя подобно BRCA-ассоциированным опухолям и реагировать на отдельные методы терапии даже без наличия мутаций в генах BRCA.

Для проверки этой гипотезы исследователи провели эксперименты на человеческих раковых клетках. Они искусственно увеличили выработку EXO1 и оценили его влияние на ДНК. В норме этот белок участвует в восстановлении поврежденных участков ДНК, однако при избыточном количестве начинает повреждать структуры, которые должны оставаться неповрежденными.

Результаты исследования свидетельствуют, что чрезмерный уровень EXO1 нарушает стабильность новосинтезированной ДНК, увеличивает количество одноцепочечных пробелов и разрушает обратные репликационные вилки. Это, как отмечают авторы работы, может приводить к потере генетического материала и накоплению опасных повреждений ДНК, в частности двухцепочечных разрывов.

Кроме того, ученые установили, что высокая экспрессия EXO1 способна ослаблять защитную роль белков BRCA даже в клетках, где эти гены работают корректно. Также было обнаружено взаимодействие EXO1 с белком MRE11, которое способствует расширению пробелов в ДНК и появлению новых разрывов.

Учитывая сходство таких опухолей с BRCA-ассоциированными формами рака, исследователи проверили их чувствительность к препарату олапариб. Во время экспериментов опухоли с повышенной экспрессией EXO1 хорошо реагировали на это лечение. Аналогичный эффект наблюдался и в отношении цисплатина — одного из распространенных препаратов химиотерапии.

По мнению авторов исследования, EXO1 в будущем может стать полезным биомаркером для определения пациентов, которые будут иметь более высокие шансы на успешный ответ на определенные виды терапии. Это, в свою очередь, потенциально расширит применение препаратов, которые сейчас используются преимущественно для лечения опухолей с мутациями BRCA.

Сейчас ученые продолжают исследования EXO1 и планируют оценить перспективы проведения клинических испытаний с участием пациентов с опухолями, для которых характерна чрезмерная экспрессия этого гена.

Напомним, ранее американские ученые обнаружили специфический белок, стабилизация которого помогает эффективно бороться с возрастной слабостью и потерей костной массы.