Cell Chemical Biology: разработана молекула, способная помочь в лечении некоторых видов онкологии

Около 50 процентов раковых заболеваний человека связаны с мутациями в так называемых эпигенетических регуляторах, которые контролируют активность генов. В новом исследовании, опубликованном в журнале Cell Chemical Biology, группа ученых под руководством Оливера Белла из Университета Южной Калифорнии и Стивена В. Фрая из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилле разработала новую лекарственную молекулу, которая может противодействовать влиянию мутировавших эпигенетических регуляторов, которые, как известно, являются причиной развития некоторых видов рака, включая лимфому.

В здоровых клетках эпигенетические регуляторы играют важную роль: они включают и выключают активность сотен генов в точно выверенной последовательности, которая направляет нормальное развитие человека. Один из таких эпигенетических регуляторов, EZH2, контролирует переходную инактивацию определенных генов, чтобы обеспечить созревание иммунных клеток. Однако мутировавший EZH2 может вызвать стойкую репрессию этих генов, тем самым препятствуя нормальному развитию иммунных клеток и в конечном итоге приводя их к трансформации в злокачественные опухоли.

Хорошей новостью является то, что в отличие от многих других типов мутаций, вызывающие рак мутации в эпигенетических регуляторах потенциально обратимы с помощью терапевтических препаратов. Исходя из этого, первый автор работы Junghyun L. Suh и исследовательская группа поставили перед собой задачу разработать молекулу, подобную лекарству, чтобы обратить вспять вызывающую рак репрессию гена EZH2.

Сух и ее коллеги начали с рассмотрения механизма, с помощью которого EZH2 контролирует репрессию генов. EZH2 действует как "писатель", который отмечает, какие гены будут подавлены. Второй эпигенетический регулятор под названием CBX8 служит "читателем", который интерпретирует эти репрессивные метки и привлекает дополнительные регуляторные механизмы, которые фактически выключают гены.


Чтобы целенаправленно воздействовать на CBX8, исследователи сначала сконструировали стволовые клетки мыши, в которых они могли легко отсеивать большое количество лекарственных молекул. Эти сконструированные стволовые клетки полагались на CBX8, считывающий метки, нанесенные EZH2, чтобы подавить ген, производящий видимый зеленый флуоресцентный белок (GFP). Если стволовые клетки демонстрировали активацию сигнального зеленого свечения, ученые знали, что лекарственная молекула успешно предотвратила считывание CBX8 репрессивных меток.

Затем исследователи использовали свои знания о CBX8 для создания нескольких итераций лекарственных молекул, нацеленных на этот конкретный считыватель. Они учитывали сложную структуру белка CBX, а также то, как он связывается с ДНК и считывает репрессивные метки. Когда им удалось синтезировать мощную молекулу, которая хорошо работала в сконструированных клетках мыши, они перешли к испытаниям на раковых клетках человека.