У сміттєвої ДНК знайшли панацею від раку

Опубликованно 15.12.2018 07:40

Некодирующая частина генома людини, так звана «сміттєва ДНК, виявилася важливим джерелом пептидів-антигенів, які можна використовувати для імунотерапії раку, з'ясувала група вчених з Канади. Вони придумали і опублікували в журналі Science Translational Medicine методику, яка дозволяє вдосконалити цей процес.

Наша імунна система вміє вишукувати ракові клітини і знищувати їх самостійно, але в деяких випадках вона їх не помічає — з таких «невидимих» клітин і утворюються пухлини. Але якщо пояснити їй що саме треба шукати — дати «понюхати» що-небудь, властиве тільки раковим клітинам, вона, як собака-шукач, зможе їх розпізнати і знищити. У цьому полягає суть протиракової імунотерапії. «Ніс» і «зуби» імунної системи — це її T-лімфоцити, які перевіряють клітини на наявність підозрілих фрагментів білків. Клітини мають на своїй поверхні так званий Головний комплекс гістосумісності (ГКГ), до якого прикріплені антигени, пептиди з цієї клітки. Якщо лімфоцит знаходить клітку з ГКГ з антигеном, який він навчений розпізнавати, руйнує її. Вчені придумали підсовувати дендритным клітин — тренерам, натаскивающим лімфоцитів — ракоспецифичные антигени, які ті не помітили самостійно, і тим самим активувати на них імунну відповідь. Із-за складнощів пошуку на даний момент виявлено не дуже багато ефективних антигенів підходять для створення вакцин.

Група вчених на чолі з Селін Лемон (Celine Laumont) з університету Монреаля придумала новий спосіб знаходити пептиди, які підходять для навчання імунної системи. Зараз найчастіше для цього використовують так звану реверсивну імунологію, коли на підставі экзомного секвенування знаходять у ракових клітинах характерні для них мутантні ділянки генів, а потім відфільтровують ті, продукти яких можуть добре зв'язуватися з ГКГ. При цьому велика частина знайдених антигенів виявляються «пустушками» з-за того, що метод не враховує інші стадії взаємодії з антигеном ГКГ крім зв'язування, так що доводиться додатково верифікувати кандидатів додатковими методами. У результаті кількість потенційних мішеней для активації імунної системи виявляється невелика.

При цьому в розрахунок беруться зазвичай тільки мутантні антигени, тоді як незмінені послідовності, экспрессирующиеся тільки в ракових клітинах, залишаються за бортом аналізу. Також з пошуку виключаються некодирующие шматки геному, наприклад межгенные ділянки або интроны. Останні займають велику частину геному, можуть містити масу ракових мутацій і в принципі брати участь у транскрипції і потім в білковому синтезі. Ліквідувавши ці два недоліку існуючої методології, дослідники знайшли нові перспективні антигени.

Для цього прослідковували всю РНК двох ліній ракових клітин і проаналізували двома способами. Перший був спрямований на пошук активних генів з однонуклеотидными ракоспецифичными замінами в кодуючої послідовності. Другий же був спрямований на те, щоб виявити будь-які ділянки РНК, яка у великій кількості водилися в ракових і відсутні в звичайних клітинах. Пошук підходящих кандидатів по об'єднаній базі таких фрагментів і подальша валідація результатів дали для однієї лінії ракових клітин 14 потенційних антигенів, а для іншої 7. Виявилося, що велика їх частина вийшла з-за трансляції некодирующих областей геному і була б пропущена при використанні стандартного протоколу.

Після цього дослідники перевірили ефективність п'яти найперспективніших пептидів на мишах. Вони иммунизировали їх дендритными клітинами з цими антигенами і потім вкололи ракові клітини. З контрольними мишами проводили ті ж самі маніпуляції, але дендритні клітини були без відповідних антигенів. Три кандидати виявилися особливо вдалими: вони помітно продовжили мишам життя, а рівень Т-клітин, навчених на пошук цих антигенів, виявився вище контрольного. Потім вони перейшли від експериментів на мишах до семи людських первинним раковим лініях і аналогічним способом знайшли 22 потенційних антигенів, з яких два були мутантними, а інші знову ставилися до неправильно экспрессирующимся.

Новий метод дозволив суттєво розширити наші уявлення про потенційних ракових антигенах — виявилося, що велика їх кількість можна виявити, заглянувши в некодирующие області геному, обойденные увагою стандартної стратегії пошуку. Якщо такі антигени удосталь водяться в ракових клітинах і добре підходять для «дресирування» лімфоцитів, вони можуть бути використані для вакцинації.

Нагадаємо, раніше біологи зрозуміли призначення сміттєвої ДНК.

Хочете знати важливі та актуальні новини раніше за всіх? Підписуйтесь на сторінку Bigmir)net на Facebook: facebook.com/bigmir.net

Категория: Технологии