Jak mohou designérské proteiny zmařit rakovinu?
Chromozomy nebo molekuly DNA nalezené v buňkách nesoucích genetický materiál jsou telomery „zarezervovány“, což jim zabrání „rozluštění“. Telomery jsou také důležité v procesu růstu a stárnutí buněk, ale co se stane, když je rakovina „unese“, a lze tomu zabránit?
"Normální buňka roste na správné množství času, který je potřebný pro vývoj a údržbu našich těl," vysvětluje docent Oliver Rackham z University of Western Australia v Crawley.
V buňkách jsou zavedeny určité molekulární mechanismy, které jim „říkají“, jak moc mají růst a kdy je čas přestat růst.
Jeden takový mechanismus zahrnuje telomery, které jsou „čepičkami“ na koncích chromozomů. Chromozomy nesou genetickou informaci.
Telomery jsou „připevněny“ k jednotlivým řetězcům DNA, které zůstávají „viset“ na koncích nebo koncích chromozomů a zajišťují je.
"[Buňky] kontrolují jejich růst pomocí mechanismu počítání molekul, který buňce říká, jak stará je." K tomu dochází na koncích našich chromozomů, které mají na sobě čepičky, “říká Rackham.
"Pokaždé, když se buňka rozdělí," pokračuje, "trochu na víčku chromozomu zmizí." Jakmile se čepice zmenší na určitou délku, buňka ví, že se příliš mnohokrát rozdělila, a pak přestane růst nebo zemře. “
Jak rakovina reguluje růst buněk
Problémy však nastávají, když se telomery nezkrátí postupně, jak by měly. Po celé dětství člověka jsou telomery přirozeně „delší“, protože jedinec stále potřebuje růst a rozvíjet se.
Pokud je však v dospělosti narušen mechanismus, který reguluje zkracování telomer a tím i proces stárnutí buněk a telomery se nezkracují, buňky stále abnormálně rostou.
Výzkum ukázal, že k tomu dochází u rakoviny. Jak říká Rackham, „[C] ancerové buňky podkopávají mechanismus počítání, který zmenšuje konce našich chromozomů, takže rakovinné buňky se replikují donekonečna.“
Jak rakovina „unese“ telomery? "[B] y produkující enzym zvaný telomeráza, který potřebujeme, když jsme děti a rosteme velmi rychle, ale který přestáváme produkovat, když přestaneme rychle růst," vysvětluje Rackham.
Přibližně 90 procent všech rakovinných buněk obsahuje telomerázu, čímž narušuje normální buněčný samoregulační mechanismus, poznamenává výzkumník.
Tyto umělé bílkoviny jsou „první“
Rackham a tým specialistů z Lékařského výzkumu Harryho Perkinse na University of Western Australia pracují na nalezení účinného způsobu, jak zastavit telomerázu v usnadňování abnormálního růstu buněk v rakovině.
Tento enzym funguje tak, že „prodlužuje“ telomery, které na koncích chromozomů prakticky „obnovují“ jejich život.
Jak uvedli v článku, který je nyní publikován v časopise Příroda komunikace, tým University of Western Australia vyvinul umělé proteiny, které se obalují kolem konců chromozomů, čímž zabraňují telomerase „posilovat“ telomery.
"Tyto proteiny," vysvětluje Rackham, "uzamknou [jednořetězcovou] DNA [která je zajištěna telomery], aby se jí telomeráza nemohla dotknout."
"Naše laboratoř navrhla proteiny, které vůbec poprvé dokáží rozpoznat jednovláknovou DNA a vázat ji." Tyto proteiny můžeme v zásadě naprogramovat tak, aby na ně cílily, “poznamenává.
Tímto způsobem se týmu podařilo narušit molekulární mechanismus, který by rakovina „unesla“, aby podpořila nekontrolovaný, a tím i škodlivý růst buněk.
Vědci vyjádřili nadšení z jejich objevu a tvrdili, že vývoj proteinů schopných vázat se na jednořetězcovou DNA by mohl být v budoucnu použit v mnoha oblastech terapeutického zájmu.
"V této studii jsme prokázali, že máme schopnost navrhovat proteiny, které rozpoznávají specifické sekvence [jednořetězcové DNA], které nás zajímají, s mnoha potenciálními aplikacemi v biologii a biotechnologii," uzavírají autoři.
