Inimese rinna- ja kopsurakkudega töötanud Johns Hopkinsi ülikooli teadlased ütlevad, et nad teavad nüüd, mis võib meelitada rakke oma genoomi liiga palju kordi paljundama, muutudes nii vähirakkudeks.
Uusi teadmisi saab kasutada selliste ravimeetodite väljatöötamiseks, mis katkestavad tõrgetega rakutsüklid ja võivad peatada vähkkasvajate kasvu.
Jagunemisel järgivad rakud korrapärast rutiini, mis algab kogu oma genoomist koopia tegemisega, millele järgneb genoomi koopiate eraldamine ja lõpuks DNA jagamine ühtlaselt kahe tütarraku vahel.
Kas teadsid, et inimesel on 46 kromosoomi?
Inimese rakkudes on 23 paari igast kromosoomist – pooled emalt ja pooled isalt, sealhulgas sugukromosoomid X ja Y – ehk kokku 46 kromosoomi.
Kuidas asjad käest lähevad?
Vähirakud läbivad teadaolevalt vahepealse oleku, kus kromosoomide arv on kaks korda suurem – 92. Kuidas see juhtub, oli siiani mõistatus.
“Küsimus, mis vähivaldkonna teadlaste ees pikka aega seisnud on, et kuidas vähirakkude genoomid nii käest lähevad?” ütleb Sergi Regot, Johns Hopkinsi ülikooli molekulaarbioloogia ja geneetika dotsent. “Meie uuring seab kahtluse alla rakutsükli põhiteadmised ja paneb meid oma ideid raku jagunemise tsükli reguleerimise kohta ümber hindama.”
Uuringud näitavad, et 35–40% kasvajatest läbivad oma evolutsiooni ajaloos kogu genoomi kahekordistumise. See on seotud genoomi ebastabiilsuse, metastaaside ja halvema üldise prognoosiga. Genoomi kahekordistamist juhtivad molekulaarsed mehhanismid on aga halvasti mõistetavad.
Vigased rakud peaks kõrvaldama, aga …
Regot ütleb, et stressis olevad rakud võivad pärast genoomi kopeerimist siseneda uinuvasse või vananevasse staadiumisse, kuid võivad ekslikult oma genoomi ka uuesti kopeerida. Ehk siis teiste sõnadega on need “rikkiläinud” rakud duubeldanud või lausa neljakordistanud oma genoomi, kuid raku jagunemise mingil põhjusel ära jätnud.
Tavaliselt pühib immuunsüsteem need uinunud rakud minema pärast seda, kui need on vigaseks tunnistatud. Siiski võib juhtuda – eriti inimeste vananedes – et immuunsüsteem ei suuda neid rakke meie kehast välja puhastada. Jäädes meie kehas ellu, saavad ebanormaalsed rakud oma genoomi uuesti paljundada, jagunemisel kromosoome segamini ajada, millest algavad haiguslikud protsessid – ja nii algab vähi kasv.
Mis selgus rakkude pildistamisel
Püüdes välja selgitada rakutsüklis viltu mineva molekulaarse raja üksikasju, keskendusid Regot ja Connor McKenney inimrakkudele, mis vooderdavad rinnajuhasid ja kopsukudet. Need rakud jagunevad üldiselt kiiremini kui teised keharakud, suurendades võimalusi näha rakutsükli toimumist.
Regoti labor on spetsialiseerunud üksikute rakkude pildistamisele, muutes selle eriti sobivaks väga väikese osa rakkude tuvastamiseks, mis ei sisene puhkefaasi ja jätkavad oma genoomi replikatsiooni.
Nad nägid, et rakutsükli jooksul aktiveerusid erinevad tsükliinsõltuvad kinaasid (CDK), millel on oluline roll rakkude jagunemisel. Kui rakud puutusid kokku keskkonnastressoriga, näiteks ravimiga, mis häirib valgu tootmist või UV-kiirguse või nn osmootse stressiga, kus rõhk rakkude ümber muutub järsult, nägid teadlased, et osade CDK aktiivsus vähenes. Samas aktiveerus samuti stressi tõttu valel ajal valgukompleks, mida tuntakse kui anafaasi soodustavat kompleksi APC.
90/10
Umbes 90% rinna- ja kopsurakkudest lahkuvad rakutsüklist ja sisenevad vaiksesse olekusse, kui nad keskkonnastressoritega kokku puutuvad. Teadlaste jälgitud rakkudest ei jäänud aga kõik rakud vaiksesse olekusse.
Uurimisrühm jälgis, kuidas umbes 5–10% rinna- ja kopsurakkudest naasis rakutsüklisse, jagades oma kromosoome uuesti.
Teises katseseerias jälgisid teadlased aga veel üht väikest osa rakkudest, mis jäävad küll vaikse staadiumisse, kuid jätkavad oma genoomi kahekordistamist.
Regot selgitas, et nad uurivad nüüd edasi kahte suunda. Ühed uuringud peavad ütlema, kas on ravimite kombinatsioone, mis mõjutavad vähirakke väga erinevalt jagunema ja mis võivad viia selleni, et vähivastased ravimid oma mõju kaotavad. Teine suund tegeleb ravimite otsimisega, mis võivad blokeerida APC aktiveerumist valel ajal ja vältida nii kasvaja edasiarengut.
Uuring : https://www.science.org/doi/10.1126/science.adi2421
Loe ka seda: Tervislik eluviis kahandab elu lühendavate geenide mõju 60+%