Роль РНК у розвитку раку та його стійкості до лікування

У 50-х роках минулого століття проводилися активні дослідження подвійної спіралі ДНК та вивчення її ролі у мутаціях, які можуть провокувати онкологію. Але, як показали проведені дослідження, ДНК не розкриває всіх секретів появи ракових клітин в організмі. При цьому було виявлено РНК та визначено її роль у розвитку та лікуванні злоякісних процесів.

Що таке ДНК та РНК людини, яка між ними різниця?

ДНК, або дезоксирибонуклеїнова кислота – це молекула, що складається з нуклеотидів тиміну, аденіну, цитозину та гуаніну. Її головна роль полягає у передачі спадкової інформації. Саме від цієї молекули залежить, які білки та в якому обсязі вироблятиме клітина.

ДНК кожної клітини організму однакова і знаходиться в їхньому ядрі. Нуклеотиди формують два закручені в спіраль ланцюжки. На етапі розподілу клітини ця спіраль розплутується і ділиться на різні нитки, кожна з яких стає своєрідним шаблоном для формування нових ниток, які потім знову закручуються в спіраль.

Завдання РНК, або рибонуклеїнової кислоти, полягає у перенесенні інформації щодо послідовності розташування нуклеотидів з ядра, де розміщено ДНК, у цитоплазму (клітинну рідину, в якій зосереджені всі клітинні компоненти). Тут відбувається поєднання РНК один з одною та амінокислотами, у результаті чого синтезуються білки.

Вчені припускають, що навіть якщо ДНК не зазнавала будь-яких мутацій, РНК все одно здатна самостійно вносити зміни в процес і структуру білків, що синтезуються. У пацієнтів з онкологією такі зміни призводять до того, що концентрація білків, які мають знищувати патогенні клітини пухлини, катастрофічно знижується. При цьому рівень тих білків, які провокують поділ злоякісної клітини, значно збільшується. Тому вченими було прийнято рішення вивчати комплекс ДНК+РНК та його роль у розвитку ракових клітин.

Щоб зрозуміти причину та механізм розвитку раку, проводяться дослідження різних типів РНК. Найвідомішими з них є:

1. Матрична, або інформаційна РНК. Її роль полягає в генетичному кодуванні інформації, що міститься в ДНК, та її передачі до того місця, де відбувається безпосередній синтез білків.
2. Рибосомна РНК. Це найпоширеніша з усіх рибонуклеїнових кислот. На цей вид припадає близько 85% всіх РНК організму людини. Ця молекула поєднується з матричною РНК для формування активного центру рибосоми, в якому безпосередньо відбувається процес синтезу білків.
3. Транспортна РНК. Її завданням є перенесення амінокислот до місця, де з них синтезуються білки. Щоб перенести певний вид рибосомної РНК, потрібний конкретний тип транспортної РНК.

Розглядаючи комбінацію ДНК+РНК, стає зрозумілою їхня відмінність. До характерних особливостей ДНК можна віднести:

1. До складу дезоксирибонуклеїнової кислоти, крім чотирьох азотистих сполук (тиміну, цитозину, гуаніну та аденіну), входять залишки фосфорної кислоти та дезоксирибози.
2. Молекула ДНК є класичною спіраллю, що складається з двох ниток. Азотисті основи ланцюгів з’єднуються між собою за допомогою водневих сполук, у результаті чого утворюється пара нуклеотидів. Їх можна порівняти зі сходами.
3. ДНК знаходиться в ядрі кожної живої клітини та несе в собі генетичний код.

Що стосується РНК, то її характерними рисами вважається наступне:

1. Рибонуклеїнова кислота складається із залишків фосфорної кислоти, рибози та трьох азотистих сполук, які нагадують аналогічні структури у ДНК – цитозин, гуанін та аденін та четверту – урацилу.
2. У рибонуклеїнової кислоти молекула є одним ланцюжком не з’єднаних один з одним нуклеотидів. В одній молекулі РНК таких нуклеотидів може бути від 100 до кількох тисяч.
3. РНК зчитує спадкову інформацію з молекули ДНК та передає її до клітин, які створюють за інструкцією молекулу білка.
4. РНК може базуватися у ядрі клітини. Вона також є в мітохондріях, рибосомах, цитоплазмі та пластидах.

Як РНК пов’язана із дослідженнями онкології?

Якщо в ланцюгу РНК відбувається будь-яка зміна або об’єднуються РНК різних видів, можливий запуск процесу формування ракових клітин. Наприклад, нитка матричної РНК може переносити неправильну версію коду, де важлива спадкова інформація виявиться втраченою чи спотвореною. При цьому створити новий повноцінний білок, завдання якого полягає у перешкоді формуванню ракових клітин, вже не вдасться. Або матрична і рибосомна РНК можуть об’єднатися в результаті мутації.

Нещодавно вчені відзначили некодуючу групу РНК, які складаються з коротких транспортних РНК, не здатних передавати інформацію для синтезу білка. Як вдалося з’ясувати, багато з цих клітин впливають на процес терапії онкологічних захворювань, порушуючи ефективність прийнятих пацієнтом протипухлинних препаратів. Також прийнято вважати, що ці некодуючі РНК можуть провокувати процес метастазування ракових пухлин, їх поширення в організмі та проникнення в здорові органи.

Особливу увагу вчених привернув різновид рибонуклеїнової кислоти – мікроРНК. У дослідженнях взяли участь 10 тисяч онкохворих пацієнтів із 38 різними типами раку. Як стало відомо, люди, у яких рівень мікроРНК був мінімальним, змогли прожити довше, ніж пацієнти, у яких цей рівень був високим.

Також було висунуто припущення, що розгадка формування та функціонування мікроРНК здатна пролити світло на розвиток раку яєчників і знайти способи його лікування. Адже саме ця патологія стала найпоширенішою причиною смерті серед усіх гінекологічних пухлин. Розгадати причину її розвитку поки що не вдалося.

Вивчаючи мікроРНК, ученим вдалося з’ясувати наступне:

• мікроРНК може відтворюватися у безмежній кількості;
• вона безпосередньо впливає на процес активізації росту злоякісних клітин;
• під її впливом ракові клітини стають несприйнятливими до хіміопрепаратів та інших методик лікування злоякісних пухлин, націлених на обмеження їх росту;
• може уникати руйнування під впливом імунної системи людини;
• бере участь у процесі ангіогенезу – формування кровоносних судин, що забезпечують живлення ракової пухлини;
• здатна посилювати генетичну нестабільність будь-якої клітини.

Головною складністю, з якою зустрілися вчені, що вивчають процес формування та етапи розвитку РНК, стала нестабільність її структури. Рибоза, яка є у складі клітини, здатна зазнавати процесу гідролізу, внаслідок чого її структурні елементи починають руйнуватися, вступаючи в контакт із водою. Тому на відміну від стабільної ДНК РНК здатна легко змінити свою структуру. А це дуже ускладнює процес дослідження та аналізу даних. Але, на щастя, сучасні технології все частіше дають змогу вченим подолати цю проблему. Тому не виключено, що незабаром вони зможуть вирішити всі поставлені перед ними завдання.

Що означає розширене генетичне дослідження пухлини?

Розширене дослідження пухлини – це важлива та невід’ємна процедура для всіх онкохворих. Головною причиною розвитку новоутворення лікарі називають мутацію клітини, яка порушує роботу інших клітин, через що починається необмежений і неконтрольований ріст пухлини, її відтворення та подальше поширення по всьому організму шляхом метастазування. Тому важливо виявити таку мутацію та відрізнити ракову клітину від нормальної. Ця інформація допоможе у подальшому підібрати ефективну терапію раку.

Генетичні дослідження пухлини здатні допомогти:

• онкохворим при виборі максимально ефективного лікування;
• пацієнтам з раком яєчників, передміхурової або молочної залози та шлунку молодше 50 років для визначення схильності до розвитку пухлини та підбору способів її лікування;
• для здорових людей, у яких серед найближчих родичів були випадки онкології, для оцінки схильності до розвитку захворювання та при необхідності визначення профілактичних заходів.

Також молекулярно-генетичне тестування може призначатися:

• для виявлення злоякісних пухлин у ранньому віці;
• при множинних первинних пухлинах, особливо коли вони зосереджені в одній області (наприклад, колоректальний рак або пухлина в грудях);
• при множинних новоутвореннях різної локалізації;
• при діагностиці пухлини однакової локалізації у кількох родичів;
• за наявності вроджених аномалій, які можуть бути пов’язані з синдромом спадкової пухлини (доброякісні утворення на шкірі тощо);
• при нетипових проявах пухлини (наприклад у грудях у чоловіка).

На синдром спадкової пухлини можуть вказувати такі види онкології:

1. Епітеліальний перитонеальний рак, рак фалопієвих труб або яєчників. При таких діагнозах виявляються мутації в генах, які також здатні спровокувати розвиток раку молочної залози.
2. Потрійний рак грудей.
3. Колоректальний рак за наявності недостатньої репарації ДНК. У такому разі лікар може запідозрити синдром Лінча.
4. Онкологічна патологія ендометрію на тлі недостатньої репарації ДНК також може вказувати на можливість синдрому Лінча.

Якщо серед найближчих родичів траплялися перелічені захворювання, рекомендують провести молекулярно-генетичне обстеження. Якщо у пацієнта вже діагностовано онкологію, йому важливо пройти дослідження для виявлення певних змін у ДНК та РНК.

Для пацієнтів, у яких онкологія вже підтверджена, своєчасне проведене молекулярно-генетичне тестування дозволить підібрати оптимальний спосіб терапії та спрогнозувати її ефективність. Знайшовши у генах зміни, хворий зможе допомогти не лише собі, а й своїм родичам. Виявивши мутації в генах, здатні підвищити ризик розвитку злоякісної пухлини у близьких родичів, їм також вдасться дізнатися про необхідність перевірити наявність таких змін у їхньому організмі. Це дозволить визначити, чи близькі родичі онкохворого мають ризик зустрітися в майбутньому зі злоякісним процесом.

Переваги досліджень для пацієнтів

Молекулярно-генетичне дослідження пухлини визнане важливим етапом у лікуванні, оскільки воно дозволяє визначити її генетичний профіль. Після проведення такого тесту онкологу стає зрозуміло, які препарати будуть ефективними, а які ні. Таким чином пацієнту вдасться призначити терапію, яка буде для нього менш токсичною та більш результативною.

Єдиною складністю проведення таких досліджень є їх висока вартість, що пов’язано з ціною обладнання, складністю використовуваних технологій та трудомісткістю обробки даних.

Але онкологи відзначають, що такі витрати виправдовують себе, оскільки проведення дослідження дає такі можливості:

1. Пацієнтам з первинною пухлиною можна побудувати стратегію терапії з нуля, спрогнозувати результат вибраного лікування, уникнути прийому надто токсичних і при цьому малоефективних препаратів.
2. Пацієнтам, у яких пухлина прогресує або відбувся рецидив, дослідження дає можливість знайти види мутацій, які можуть бути стійкими до лікування, а також визначити варіанти терапії, які допоможуть досягти бажаного ефекту.
3. Для пацієнтів, які виявилися несприйнятливими до лікування, обстеження дозволяє переглянути та підтвердити або спростувати діагноз, знайти додаткові способи терапії та вивчити можливість участі такого хворого у проведенні клінічних досліджень.

Інформація, отримана в ході проведення молекулярно-генетичного дослідження пухлини, дає можливість уникнути важких ускладнень лікування, зробивши його більш ефективним та безпечним для пацієнта.

Читайте також у нашому блозі: 10 поширених симптомів раку, які люди ігнорують

Висновки

Вчені змогли довести роль РНК у розвитку ракових пухлин та вказати на причини їхньої стійкості до лікування. Щоб зрозуміти, чому з’явилося новоутворення та як його краще лікувати, пацієнту проводять низку досліджень. Найефективнішим із них став розширений молекулярно-генетичний аналіз пухлини. Він дає можливість підібрати найбільш ефективне лікування з мінімальною токсичністю та максимальним ефектом.