Ученые предложили новый способ борьбы с раком
Коллаборация исследователей при участии специалистов Международной лаборатории биоинформатики НИУ ВШЭ представила новый способ борьбы с трудноизлечимой меланомой. Ученые обнаружили, что одна из форм молекулы ДНК, попадая в раковые клетки, способна вызвать иммунный ответ, аналогичный реакции организма на вирус. В результате погибают клетки, поддерживающие рост опухоли, а пациент снова начинает реагировать на противораковую терапию.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Ученые из России, США, Китая, Австралии и Японии представили новый способ борьбы с раком, который трудно поддается лечению, в частности не реагирует на иммунотерапию. Новый метод основан на особенностях альтернативной структуры молекулы ДНК — Z-ДНК. Она представляет собой двойную спираль, закрученную влево, в отличие от классической и наиболее распространенной формы ДНК, закрученной вправо.
Z-ДНК была открыта еще в 1979 году, однако ее роль и функции по-прежнему недостаточно изучены. Долгое время научное сообщество не придавало значения исследованиям в этой области. Лишь в последние годы появились сведения, что Z-ДНК играет важную роль в иммунном ответе при борьбе с вирусами.
В формировании Z-ДНК у млекопитающих участвуют два белка — ADAR1 и ZBP1. Их отличает наличие особого структурного компонента — домена Zα, который связывается с Z-ДНК. Домен Zα был ранее открыт профессором Аланом Гербертом, научным консультантом Международной лаборатории биоинформатики НИУ ВШЭ.
Белки с доменом Zα не вырабатываются в здоровых клетках, они активируются интерфероном в случае воспалительного процесса. ADAR1 подавляет аутоиммунный ответ, а ZBP1, наоборот, его активирует и запускает программу клеточной смерти, чтобы убить клетки, зараженные вирусом. Этот факт был продемонстрирован ранее в работе профессора Балачандрана из Онкологического центра Фокса Чейза, одного из ведущих авторов исследования. Фактически игра двух белков, ADAR1 и ZBP1, определяет судьбу раковых клеток: выживут они или умрут.
Белки ADAR1 и ZBP1 также вырабатываются в клетках соединительных тканей, фибробластах, при развитии ракового заболевания. Это здоровые клетки кожи, которые раковые клетки заставляют работать на себя для поддержания своего роста. Раковые клетки рассчитывают на то, что ADAR1 будет подавлять процессы уничтожения опухоли.
В ходе изучения нового противоракового препарата из группы кураксинов исследователи обнаружили интересную особенность молекулы CBL0137. Оказалось, что это вещество способно вызвать массовое образование Z-ДНК и напрямую запускать гибель раковой клетки с помощью активации белка ZBP1 вне зависимости от работы ADAR1.
Испытания проводились на мышах, больных меланомой. Ученые вводили препарат, содержащий молекулу CBL0137, непосредственно в опухоль. Это вызывало иммунный ответ, в результате которого погибали фибробласты, поддерживающие рост опухоли, а раковые клетки вновь начинали реагировать на иммунотерапию. При этом неважно, какая именно мутация изначально спровоцировала рак.
Вся вычислительная часть работы была выполнена исследователями Международной лаборатории биоинформатики НИУ ВШЭ под руководством Марии Попцовой. Биоинформатический анализ провел младший научный сотрудник лаборатории Александр Федоров. Созданием системы искусственного интеллекта на основе алгоритмов глубинного обучения для предсказания местоположения нужных участков генома занимался аспирант, преподаватель факультета компьютерных наук Назар Бекназаров.
«Исследование — образец идеальной коллаборации между экспериментальными и компьютерными группами. Коллеги из США генерировали большие данные высокотехнологичных экспериментов, мы на этих данных производили биоинформатический анализ. Проведенный в нашей лаборатории интеллектуальный анализ данных существенно сократил время и затраты на экспериментальную часть работы, — комментирует Мария Попцова. — В результате такой стратегии win-win выиграли все участники проекта».
С точки зрения фундаментальной науки эта работа — важный шаг к пониманию роли альтернативных структур ДНК, таких как Z-ДНК, в организме человека. Исследования в этой области позволяют находить новые, подчас неожиданные способы лечения тяжелых заболеваний, имеющих генетическую природу. Обычно между открытием препарата и его выходом на рынок проходит много лет, однако в данном случае препарат с CBL0137 уже прошел клинические исследования по безопасности, что означает, что очень скоро его можно будет использовать для пациентов.
Telegram 
Дзен 
VK Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
По самой распространенной версии, в прошлом климат Венеры был похож на земной, а к нынешнему состоянию пришел из-за парникового эффекта. Недавно ученые попытались смоделировать этот процесс и обнаружили, что перегретая венерианская кора даже вместе с вулканами просто не могла испустить в атмосферу такое количество углекислого газа, какое мы наблюдаем в ней сейчас.
Каждый год на месторождениях происходят десятки плановых остановок скважин для ремонта или профилактики. Чтобы во время простоев предотвратить выброс нефти и газа на поверхность, скважины глушат и закачивают в них специальные жидкости, в качестве которых нередко используют обратные эмульсии. Раньше считалось, что они безвредны и легко удаляются, поэтому, когда после глушения проницаемость уменьшалась, это списывали на другие факторы — например, отложение парафинов. Комплексно не изучалось, как именно эти составы влияют на снижение добычи. Ученые Пермского Политеха изучили обратные эмульсии и впервые объяснили, как они влияют на проницаемость горных пород. Проведенное исследование позволяет заранее определить, насколько опасен тот или иной состав и какой способ очистки сработает лучше. Это поможет нефтяным компаниям минимизировать потери добычи и избежать дорогостоящих восстановительных работ.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно