,,Materia întunecată” a genomului uman, soluție pentru vindecarea cancerului

Data: 9/11/2022 | Autor: .

 În Elveția, cancerul este a doua cauză principală de deces. Cancerul pulmonar (NSCLC) este forma de cancer care ucide cele mai multe persoane și care este încă în mare parte incurabilă. Din nefericire, doar un procent mic de pacienți supraviețuiesc mult timp în stadiul metastatic și chiar și terapiile aprobate recent pot prelungi viața pacienților doar cu câteva luni. Prin urmare, cercetătorii caută tratamente inovatoare împotriva cancerului.

Cercetătorii de la Universitatea din Berna și de la Spitalul Insel au identificat noi ținte pentru dezvoltarea de medicamente pentru acest tip de cancer într-un studiu recent publicat în revista Cell Genomics.

Materia întunecată a genomului

Aceștia au căutat ținte noi în clasa de gene slab înțeleasă cunoscută sub numele de „ARN-uri lungi necodificatoare (acizi ribonucleici)” (ARNlnc). ARNlnc sunt abundente în „materia întunecată”, sau ADN-ul care nu codifică proteine, care constituie cea mai mare parte a genomului uman.

Genomul uman cuprinde aproximativ 20’000 de gene „clasice” care codifică proteine, dar acestea sunt eclipsate de 100’000 de ARNlnc. Funcțiile biologice a 99% dintre ARNlnc rămân necunoscute.

După cum sugerează și denumirea de ARN necodificatori lungi, spre deosebire de ARN mesager (ARNm), aceștia nu codifică planurile de construcție a proteinelor. La fel ca în cazul ARNm, instrucțiunile de construcție pentru ARNlnc sunt conținute în ADN-ul celulei.

Un tratament revoluționar al cancerului, dezvoltat cu ajutorul laserului

Un nou instrument determină țintele potențiale

Pentru a studia rolul lncRNA-urilor în NSCLC, cercetătorii au început prin a analiza seturile de date disponibile public pentru a vedea ce lncRNA-uri sunt prezente în NSCLC. Această analiză a condus la o listă de peste 800 de ARNln, a căror importanță pentru celulele NSCLC cercetătorii au dorit să o investigheze. Pentru această investigație, ei au dezvoltat un sistem de screening care împiedică producerea lncRNA-urilor selectate prin ștergerea unei părți din instrucțiunile de construcție a acestora în ADN.

Ei au aplicat sistemul lor de screening la două linii celulare de NSCLC derivate de la pacienți și au analizat modul în care inhibarea lncRNA-urilor selectate a afectat așa-numitele „semne distinctive” ale celulelor canceroase. Hallmark-urile sunt comportamente celulare care contribuie la progresia bolii: Proliferarea, formarea de metastaze și rezistența la terapie.

„Avantajul evaluării a trei semne distinctive diferite ale cancerului este că avem o viziune cuprinzătoare, dar și cantități substanțiale de date din diferite experimente, din care trebuia să obținem o listă unică de ARN-uri lungi necodificatoare care sunt importante pentru cancerul pulmonar cu celule non-mici”, spune Rory Johnson, profesor asistent la Universitatea din Berna, care a condus proiectul finanțat de NCCR RNA & Disease.

Analiza a dat în final o listă de 80 de ARNlnc, importanți pentru NSCLC, din cei peste 800 investigați. Din aceste 80, cercetătorii au ales mai multe ARNlnc pentru experimente ulterioare.

Revoluție în medicină. Senzorii care va simți cancerul din corpul uman, la nivel celular

Distrugerea unui ARN lung cu unul scurt

Pentru aceste experimente de urmărire, a fost utilizată o abordare care nu acționează la nivelul ADN-ului, ci vizează ARNlnc după producerea lor. În acest scop, cercetătorii au folosit ARN-uri sintetizate chimic, numite oligonucleotide antisens (ASO), care se leagă de ARNlnc pe care le vizează și duc la degradarea acestora. De remarcat, mai multe ASO-uri sunt aprobate pentru tratarea bolilor umane, deși niciunul nu este încă pentru cancer.

Aceste experimente au arătat că, pentru majoritatea ARNln aleși, distrugerea lor de către un ASO a inhibat diviziunea celulelor canceroase în cultura celulară. Este important de remarcat faptul că același tratament a produs un efect redus sau chiar inexistent asupra celulelor pulmonare necanceroase, care nu ar trebui să fie afectate de tratamentul împotriva cancerului. Într-un model tridimensional de NSCLC, care seamănă mai mult cu tumora decât cultura celulară, inhibarea unui singur ARNlnc cu un ASO a redus creșterea tumorii cu mai mult de jumătate.

„Am fost surprinși în mod pozitiv să vedem cât de bine oligonucleotidele antisens ar putea restrânge creșterea tumorii în diferite modele”, afirmă Taisia Polidori, co-autorul principal, care a lucrat la acest proiect ca parte a cercetării tezei sale de doctorat la Universitatea din Berna.

Un nou vaccin împotriva cancerului, testat cu succes în SUA

Dezvoltarea terapiei și aplicarea acesteia la alte tipuri de tumori

Experții își continuă cercetările pe modele preclinice de cancer și iau în considerare posibilitatea de a colabora cu companii existente sau de a crea un start-up pentru a dezvolta un medicament pentru tratarea pacienților.

În ceea ce privește alte tipuri de cancer, Roberta Esposito, co-autor principal și postdoctorand la Universitatea din Berna a declarat: „La fel ca un telescop care poate fi destul de ușor repoziționat pentru a studia o altă parte a spațiului, abordarea noastră ar trebui să fie ușor adaptabilă pentru a dezvălui noi tipuri de tratamente potențiale pentru alte tipuri de cancer.”

Dr. Esposito va aplica acum „telescopul” pentru a identifica noi ținte pentru cancerul colorectal. În acest scop, a primit finanțare de la Facultatea de Medicină a Universității din Berna.