Биолози са разработили метод за следене на раковите клетки в режим на реално време
Американски биолози, използвайки технологията за генно редактиране CRISPR, са разработили метод за проследяване на отделни ракови клетки в режим на реално време, когато те се размножават и метастазират. Резултатите от изследването са публикувани в списание Science.
Смъртността от онкологичните заболявания основно е свързана със способността на раковите клетки да метастазират и да се разпространяват по цялото тяло. При това на медиците не винаги им е ясно къде е началото на този процес. Изследователи, начело с професора по биология Джонатан Вайсман от Масачузетския технологичен институт и научен сътрудник към Института за биомедицински изследвания Уайтхед, са разработили метод за определяне на произхода на метастазиралите клетки, позволяващ да се разбере пътя на разпространението на раковите клетки.
„С помощта на този метод може да се получи отговор на въпроси, като колко често конкретен тумор метастазира, откъде са се появили тези метастази и къде те отиват – казва пред прес-релийза на Институра Уайтхед професор Вайсман – Имайки възможност да се проследи историята на тумора in vivo, могат да се открият разлики в биологията на туморите, които в други случаи биха били недостъпни“.
Формата на представянето на резултатите от новия метод много прилича на прекалено детайлизирано генеалогично дърво, което използват биолозите-еволюционисти. Изучавайки неговите клони, може да се проследи мястото и времето на образуването на раковата клетка и да се види, как тя е разпространявала своето потомство по различните части на тялото, отбелязват учените.
За проследяване на произхода на раковите клетки учените са сравнявали общите мутации и другите вариации в схемите на ДНК. Но вместо просто да се надяват да срещнат маркери-мутации, специфични за тази линия клетки , те решили да използват технологията CRISPR за добавяне на такива маркери.
„Всъщност идеята се състоеше в това да се конструира клетка, имаща геномна „бележническа“ ДНК, кoято може да се „запише” с помощта на CRISPR – обяснява Вайсман – Този „запис“ в генома е направен по такъв начин, че той се онаследява, тоест потомците на клетката ще имат този „запис“ от родителските и прародителските клетки, записани в неговия геном.“
За да създадат тези особени „бележнически“ клетки , авторите са конструирали човешки ракови клетки, в които са добавили гени. Единият е бил за бактериалния протеин Cas9, тоест за така известните „молекулярни ножици“, използвани в метода за редактиране на генома CRISPR, а другият за светещи протеини, които са нужни за проследяване на клетките под микроскоп.
След това учените са имплантирали на мишки хиляди модифицирани ракови клетки от човек, имитиращи рак на белите дробове. Туморът на белите дробове често демонстрира агресивни метастази и затова изследователите са решили, че те ще бъдат добър модел за проследяване на прогреса на раковото заболяване в режим на реално време.
Когато клетките са започнали да се делят, Cas9 е направил разрези в целевите места. По време на ремонта на разрезите, клетката е поправяла или отстранявала няколко случайни нуклеотида, което е довело до уникална последователност на възстановяване.
„Това е съвършено нов способ да се погледне на поведението и еволюцията на тумора. Ние мислим, че това ще намери приложение в много различни проблеми на биологията на рака“ – резюмира Вайсман.
Авторите отбелязват, че възможността да се идентифицират гените, свързани с метастазите, ще помогне да се отговори на въпроса как туморът се развива и адаптира, А от терапевтична гледна точка своевременното откриване на центровете на метастазите ще позволи на медиците да съсредоточат лечението на рака на тези места и да забавят разпространението на тумора.
