Раковые клетки уничтожены всего за 3 дня c помощью новой методики

По словам исследователей, изменение структуры хроматина в раковых клетках может помочь уничтожить их.

Раковые клетки неумолимы, обладают досадной способностью развивать устойчивость к современным методам лечения и делают заболевание чрезвычайно сложным для лечения. Однако, захватывающее новое исследование, возможно, выявило слабое место рака; открытие уже привело к почти эрадикации заболевания в клеточных культурах.

Исследование, которое недавно было опубликовано в журнале Nature Biomedical Engineering, показывает, как изменение структуры хроматина в раковых клетках может облегчить их уничтожение.

В ядре клетки ДНК обертывается вокруг белков, называемых гистонами. Вместе они образуют хроматин.

Работа хроматина заключается в том, чтобы аккуратно упаковать генетический код в ядро ​​клетки. Хроматин также может регулировать, какие гены будут включены или выключены. Однако в раковых клетках хроматин помогает им развиваться и адаптироваться к терапии рака, тем самым позволяя им выживать.

«Если вы думаете о генетике как об оборудовании, — объясняет соавтор исследования Вадим Бекман из Школы инженерии Маккормика в Северо-западном университете в Эванстоне, штат Иллинойс, — тогда хроматин — это программное обеспечение».

«Комплексные заболевания, такие как рак, — добавляет он, — не зависят от поведения отдельных генов, а от сложного взаимодействия между десятками тысяч генов».

Таким образом, Бэкмен и его коллеги остановили свои взгляды на хроматине как к ключу к борьбе с лекарственной устойчивостью к раку, а техника визуализации, разработанная ими в прошлом году, помогла им узнать об этих макромолекулах.

Прогнозирование смерти раковых клеток хроматином

Новая методика называется спектроскопом с частичной волновой спектроскопией (PWS), которая позволяет в реальном времени контролировать хроматин в живых клетках.

Кроме того, исследователи объясняют, что данная методика позволяет им оценивать хроматин в масштабе длины 20-200 нм, что, по их словам, является точкой отсчета, при которой образование рака влияет на хроматин.

Они использовали спектроскоп для мониторинга хроматина в культивируемых раковых клетках. Они обнаружили, что хроматин имеет специфическую «плотность упаковки», связанную с экспрессией генов, которая помогает раковым клеткам уклоняться от лечения.

Анализ показал, что более гетерогенная и неупорядоченная плотность упаковки хроматина была связана с большей выживаемостью раковых клеток в ответ на химиотерапию. Однако более консервативная и упорядоченная плотность упаковки была связана с большей гибелью раковых клеток в ответ на химиотерапию.

«Просто взглянув на структуру хроматина клетки, мы можем предсказать, выживет ли он», — говорит Бэкмен. «Клетки с нормальными структурами хроматина умирают, потому что они не могут реагировать, они не могут исследовать свой геном в поисках сопротивления. Они не могут развить сопротивление».

Ориентация на хроматин, чтобы уничтожить рак

Основываясь на их обнаружении, исследователи предположили, что изменение структуры хроматина, чтобы сделать его более упорядоченным, может быть одним из способов повышения уязвимости раковых клеток к лечению.

В ходе дальнейшего исследования команда обнаружила, что они могут модифицировать структуру хроматина путем изменения электролитов в ядре раковых клеток.

Команда проверила эту стратегию, используя два препарата, которые уже одобрены Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (FDA): Целекоксиб и Дигоксин.

Целекоксиб в настоящее время используется для снятия боли, в то время как дигоксин используется для лечения фибрилляции предсердий и сердечной недостаточности. Оба препарата, однако, также способны изменять плотность упаковки хроматина.

Исследователи объединили эти препараты, которые они называют терапевтическими средствами защиты хроматина (CPT), — с химиотерапией и протестировали их на раковых клетках в лаборатории. По словам Бэкмана, они стали свидетелями «чего-то замечательного».

«В течение 2 или 3 дней почти каждая раковая клетка умерла, потому что они не могли ответить

В то время как исследователи в восторге от своих находок, они предупреждают, что исследования на животных и человеке необходимы, прежде чем можно будет сделать какие-либо твердые выводы.

«Существует большая разница между культурами клеток и людьми», — говорит Бэкмен. «Вы никогда не знаете, как окружающая среда внутри человеческого организма повлияет на поведение рака или возникнет непредвиденный побочный эффект».

Тем не менее, исследователи отмечают, что до сих пор они воспроизвели свои результаты по семи различным типам рака, которые, по словам Бакмана, «очень перспективны».