У здоровых клеток тела есть естественный срок годности, определяемый длиной их теломер. Теломеры являются частью ДНК и защищают конец хромосом.
Однако они становятся короче каждый раз, когда клетка делится, пока не будет достигнута минимальная длина – теломеры, так сказать, израсходованы. Стволовые клетки – единственный тип клеток, вырабатывающий теломеразу "фермент бессмертия", которая может снова удлинить теломеры. Все остальные клетки перестают делиться примерно через 50 циклов.
Раковые клетки зависят от неповрежденных теломер для неограниченного деления клеток.
Более ранние исследования показали, что около 85 процентов всех опухолей активируют теломеразу с помощью различных механизмов. Остальные опухоли используют альтернативные механизмы для удлинения теломер.
Группа исследователей под руководством Ларса Фейербаха из Немецкого центра исследования рака (DKFZ) изучила более 2500 образцов опухолей, чтобы лучше понять эти механизмы, в частности те, которые до сих пор не были хорошо изучены. Исследование является частью Пан-ракового анализа полных геномов (PCAWG).
Исследователи PCAWG обнаружили мутации ДНК, которые указывают на один из двух известных механизмов удлинения теломер, только в 13 процентах изученных случаев. Как пояснила ведущий автор Лина Сиверлинг: «В подавляющем большинстве из 2500 изученных случаев рака мы наблюдали повышенную активность гена теломеразы, но без каких-либо изменений в геноме, которые могли бы это объяснить. Частично здесь могут быть виноваты эпигенетические факторы, которые не оставляют следов в геноме."
Из 13 процентов опухолей, ДНК которых показала признаки удлинения теломер, только 64 случая указали на альтернативные механизмы.
Исследователи обнаружили в этих опухолях две особенности: теломеры обычно состоят из сотен повторений одной и той же последовательности из шести оснований ДНК. Однако в теломерах с альтернативными механизмами удлинения часто встречаются вариации нормальных последовательностей теломер. Более того, в этих опухолевых клетках небольшие фрагменты теломер очень часто интегрируются в другие части генома.
Известно, что при определенных типах рака, особенно у детей, одним из факторов, определяющих агрессивность опухоли, является механизм удлинения теломер раковых клеток.
Так обстоит дело, например, с медуллобластомами, которые имеют худший прогноз, если раковые клетки используют альтернативный механизм.
«На данный момент мы не можем сказать, являются ли эти два вывода важными, и если да, то как они влияют на течение болезни у онкологических больных», – пояснил главный исследователь Ларс Фейербах. «Активное удлинение теломер является одним из слабых мест всех раковых клеток и, следовательно, важным направлением разработки целевых методов лечения», – добавил он. "Для этого необходимо точное знание всех лежащих в основе молекулярных процессов."