В клетках обнаружены «часы смерти», предсказывающие рак

Ученые из Института Сэнгера (Кембридж, Великобритания), специализирующегося на генетических исследованиях, обнаружили мутационные «часы» почти в каждой клетке человеческого организма. Вероятность развития рака у человека может быть предопределена двумя «часами» мутаций ДНК, обнаруженными практически во всех клетках организма человека. Об открытии сообщается на страницах журнала Nature Genetics.

Некоторые из процессов, приводящих к появлению мутаций в клетке, запускаются внешними воздействиями, например курением или злоупотреблением солнечными ваннами. Другие мутационные процессы, в свою очередь, постоянно происходят внутри клетки и непрерывно генерируют мутации с постоянной скоростью в течение десятилетий. Соответственно, число мутаций в клетках возрастает с возрастом человека.

Майкл Стрэттон (Michael Stratton) из Института Сэнгера совместно со своими коллегами обнаружили два типа «часов», отмечающих темп мутаций, почти во всех клетках организма человека. Ученые также определили скорость их «хода» в различных тканях.

В своем исследовании ученые изучили ДНК-последовательности 10 тыс. раковых геномов 36 различных видов заболевания. Особый алгоритм позволил выявить в «раковых» геномах определенные структуры мутаций, так называемые подписи. В итоге удалось обнаружить 33 мутационные подписи, но только две из них работали подобно часам. Они продемонстрировали прямое соотношение между числом мутаций, обнаруженных в каждом типе раковых клеток, и возрастом пациента, в котором ему был поставлен соответствующий диагноз.

— В раковых тканях есть трещины и грязные линзы, которые позволяют нам заглянуть в прошлое и увидеть, что происходит в здоровых клетках, — говорит Стрэттон.

Первые «часы» Стрэттон назвал митотическими — они отмечают мутации, возникающие вследствие деления клеток.

— Скорость мутаций коррелирует со скоростью оборота клеток в тканях. В будущем мы сможем использовать это число, чтобы понять, сколько раз клетка делилась, — отметил ученый.

О вторых «часах» науке почти ничего не известно. Вероятно, они как-то связаны с починкой ДНК, точнее, с ошибками в работе механизмов ремонта.

Зная возраст пациента, ученые также смогли определить скорость хода «часов» в различных тканях. Выяснилось, что быстрее всего мутации накапливались в клетках желудка и кишечника (около 23 мутаций на клетку в год), а медленнее всего — в клетках молочных желез и яичников (3–4 мутации в год).

Поскольку «часы» продолжают тикать при превращении здоровой клетки в раковую, они могут оказаться ценным индикатором скорости метастазирования или роста резистентности раковых клеток к лекарственным средствам. С помощью таких «часов» ученые смогли бы предсказывать начало превращения клеток в злокачественные.

— Мы накапливаем мутации на протяжении всей жизни, и у некоторых людей определенная комбинация последних мутаций приводит к раку. Остается выяснить, отличается ли темп мутаций у отдельных лиц: если да, то по ее показателям мы сможем предсказывать, сколько времени осталось до появления рака, — считает Майкл Стрэттон.

Ученый также отметил, что изменение скорости этих мутаций может замедлить возникновение рака.

— Я не говорю, что такое точно будет возможно — мутации ДНК слишком глубоко укоренились в процессе нашего биологического устройства, но тем не менее наше открытие заставляет думать в данном направлении. Как только мы находим новое явление, вызывающее рак, мы задумываемся о том, как можно его убрать, — заявил ученый.