„Mirties laikrodis“ gali pasakyti, kada susirgsite vėžiu

Tik tak, tik tak… Senimo greitį ir tai, ar susirgsime vėžiu gali gali apspręsti du „laikrodžiai“, randami kone visose žmogaus kūno ląstelėse.

Kiekvienas šių laikrodžių sutiksėjimas yra DNR mutacija, ir jos pastovia sparta kaupiasi per visą gyvenimą. Šis atradimas suteiks mums gilesnį supratimą apie vėžio priežastis, ir sveiko senėjimo įžvalgas. Bet štai kas įdomu: jei galėtume sulėtinti šių laikrodžių tiksėjimą, gali būti įmanoma pakeisti vėžio išsivystymo spartą – ir netgi senėjimo spartą.

Kiekvienoje kūno ląstelėje yra DNR, kurioje, laikui bėgant, kaupiasi mutacijos – atskirų genų pokyčiai. Kai kurios mutacijos atsiranda pliūpsniais, staiga, tarkime, dėl rūkymo ar per didelio saulės poveikio. Kitos palengva kaupiasi dešimtmečius.

Kai kurios mutacijos, panašu, kaupiasi pastovia sparta metai po metų, sukeldamos DNR pažeidimus, kurie gali sukelti vėžį. Michaelas Strattonas Wellcome Trust Sanger institute Kembridže, JK, su kolegomis identifikavo du tokius mutacijų laikrodžius praktiškai visose kūno ląstelėse. Jie taip pat išsiaiškino šių laikrodžių tiksėjimo spartą skirtinguose audiniuose.

Jie pradėjo, ištirdami daugiau nei 10 000 asmenų, sergančių 36 skirtingomis vėžio rūšimis, DNR sekas. Naudotu algoritmu jie vėžio genome galėjo ieškoti sudėtingų mutacijų derinių – jie vadina tai parašais.

Komanda atrado daugiau nei 30 skirtingų parašų. Paskui jie žiūrėjo, kuriuose iš jų pasireiškia „laikrodiški“ bruožai, kai mutacijos atsiranda pastoviu tempu, koreliuojančiu su bandinį davusio žmogaus amžiumi. Du parašai – numeris 1 ir numeris 5 – atitiko šiuos kriterijus. Tai taip pat reiškia, kad jie atsirado sveikame audinyje prieš jam tampant vėžiniu. „Vėžinis audinys yra suskilęs ir purvinas lęšis, per kurį galime pažvelgti į praeitį ir išvysti, kas vyko normalioje ląstelėje,“ sako Strattonas.

SUGEDĘS REPLIKATORIUS

Strattono komanda įsitikinusi, kad parašas numeris vienas yra „mitozinis laikrodis“, mutacija, atsirandanti dalinantis ląstelėms. „Mutacijų radimosi sparta koreliuoja su audinio ląstelių pasikeitimo sparta,“ sako jis. „Taigi, ateityje galėsime panaudoti šio parašo mutacijų skaičių, kad žinotume, kiek kartų ląstelė pasidalino – tai suteiks gilią žmogaus audinių biologijos įžvalgą.“

Apie penktąjį parašą žinoma daug mažiau. Pagal preliminarią hipotezę, jis gali būti susijęs su DNR taisymu. Laikui bėgant, pažeidžiama DNR turi būti sulopyta, o tam reikia kopijuoti mažas atkarpas. „DNR replikuojantis mechanizmas kartais suklysta ir penktasis parašas gali būti to pasekmė,“ svarsto Strattonas.

Abiejų parašų atveju mutacijų skaičius koreliavo su bandinį davusių asmenų amžiumi. Taip komanda galėjo išsiaiškinti, laikrodžio tiksėjimo spartą kiekviename audinyje. Tarkime, pirmasis parašas sparčiausiai tiksėjo skrandžio ir tiesiosios žarnos ląstelėse – maždaug po 23 mutacijas ląstelėje per metus, o lėčiausiai krūties ir kiaušidžių ląstelėse, kuriose per metus įvykdavo 3 – 4 mutacijos.

ATGALINIS SKAIČIAVIMAS

Kadangi sveikai ląstelei tapus vėžine, jos laikrodis tiksi ir toliau, juo galima pasinaudoti aiškinantis, kaip greitai vėžys gali metastazuoti ir paplisti po kūną ar įgyti atsparumą vaistams, o tai reiškia, kad gydytojai galėtų pacientui suplanuoti geriausią veiksmų planą. Juo netgi būtų galima pasinaudoti, prognozuojant vėžį iki jam prasidedant.

„Atskirai paimtam individui susirgimas vėžiu nėra neišvengiamybė, bet mums, kaip rūšiai, tai yra neišvengiamybė,“ sako Strattonas. „Mes kaupiame mutacijas visą gyvenimą ir kai kurie žmonės dėl tinkamos mutacijų kombinacijos išsivysto vėžys. Tolesni tyrimas parodys ar mutacijų tempas skiriasi tarp individų. Jei taip, tikėtumėmės, kad iš šios spartos galėtume prognozuoti, kiek laiko galėtų užtrukti jų virtimas vėžinėmis.“

Strattonas dar priduria, kad teoriškai, jei galėtume pakeisti mutacijų radimosi tempą, būtų įmanoma pakeisti ir vėžio atsiradimo tempą. „Nesakau, kad tai yra užtikrinta galimybė – šios mutacijos įsodintos labai giliai mūsų biologijoje, – bet kaip bebūtų, šis atradimas neišvengiamai sukelia tokis mintis. Kiekvieną kartą, kai atrandame kokią nors vėžio atsiradimo priežastį, galvojame, kaip galėtume ją susilpninti.“

O tada gal žmogaus senėjimas irgi gali būti apsprendžiamas vienu kuriuo ar abiem šiais laikrodžiais? Atsakymas priklauso nuo to, kiek senėjimą apsprendžia mutacijų kaupimasis individo ląstelėse, sako Strattonas. „Jei taip, tada žinoma, abu šie procesai gali prisidėti prie senėjimo ir jų vykimas pastoviu tempu gali apspręsti senėjimo tempą.“

Darryl Shibata, iš USC Norris Comprehensive vėžio centro ir ligoninės Los Andžele, Kalifornijoje, sako, kad komandos darbas  svarbus, nes labai norima atrasti, kurios mutacijos geriausiai atstovauja su amžiumi susijusius procesus. „Senėjimas yra itin svarbus sveikataiir daugeliui susirgimų,“ sako jis. „Tai fantastiškas straipsnis.“

Žurnalo nuoroda: Nature Genetics, DOI: 10.1038/ng.3441

Helen Thomson
New Scientist № 2015 lapkričio 9 d.

Parengta pagal:
‘Death clock’ in cells could tell you when you’ll get cancer

Informacija iš:

Image: FreeDigitalPhotos.net