Kako dizajnerski proteini mogu spriječiti rak?
Kromosome ili molekule DNA koje se nalaze u stanicama koje nose genetski materijal, telomere "spremaju", što će ih spriječiti da se "razotkriju". Telomeri su također važni u procesu rasta i starenja stanica, ali što se događa kad ih rak "otme" i može li se to spriječiti?
"Normalna stanica raste upravo u pravom vremenu koje nam je potrebno za razvoj i održavanje tijela", objašnjava izvanredni profesor Oliver Rackham sa Sveučilišta zapadne Australije u Crawleyu.
Određeni molekularni mehanizmi postoje u stanicama koji im "govore" koliko treba rasti i kada je vrijeme da prestanu rasti.
Jedan takav mehanizam uključuje telomere, koji su "kapice" na krajevima kromosoma. Kromosomi nose genetske informacije.
Telomere su "pričvršćene" na pojedinačne lance DNA koji ostaju "visjeti" na završetcima ili završetcima kromosoma, pričvršćujući ih, kao da su.
“[Stanice] kontroliraju svoj rast molekularnim mehanizmom za brojanje koji ćeliji govori koliko je stara. To se događa na krajevima naših kromosoma na kojima su male kape ", kaže Rackham.
„Svaki put kad se stanica podijeli", nastavlja on, „pomalo na kapici kromosoma nestane. Jednom kad se kapice smanje na određenu duljinu, stanica zna da se podijelila previše puta i tada će prestati rasti ili umrijeti. "
Kako rak disregulira rast stanica
No, problemi se javljaju kada se telomeri ne smanjuju postupno, kao što bi trebali. Kroz čovjekovo djetinjstvo, telomeri su prirodno "dugovječniji", jer pojedinac još uvijek treba rasti i razvijati se.
Međutim, ako je u odrasloj dobi poremećen mehanizam koji regulira skraćivanje telomera, a time i proces starenja stanica, a telomeri se ne skraćuju, stanice nastavljaju nenormalno rasti.
To je, pokazalo je istraživanje, ono što se događa kod raka. Kako kaže Rackham, "[C] ancer stanice podmeću mehanizam brojanja koji skuplja krajeve naših kromosoma, tako da se stanice karcinoma neprestano repliciraju."
Kako rak "otima" telomere? "[B] y proizvodimo enzim zvan telomeraza koji nam je potreban dok smo bebe i vrlo brzo rastemo, ali koji prestajemo proizvoditi kad prestanemo brzo rasti", objašnjava Rackham.
Otprilike 90 posto svih stanica raka sadrži telomerazu, čime se narušava normalni stanični samoregulacijski mehanizam, napominje istraživač.
Ti su umjetni proteini "prvi"
Rackham i tim stručnjaka sa Instituta za medicinska istraživanja Harry Perkins sa Sveučilišta zapadne Australije radili su na pronalaženju učinkovitog načina da zaustave telomerazu da olakšava abnormalni rast stanica u karcinomu.
Ovaj enzim djeluje tako što "produljuje" telomere koji se nalaze na krajevima kromosoma, praktički im "obnavljajući" život.
Kao što su izvijestili u članku koji je sada objavljen u časopisu Prirodne komunikacije, tim Sveučilišta zapadne Australije razvio je umjetne proteine koji se omotavaju oko krajeva kromosoma, sprječavajući tako telomerazu da "ojača" telomere.
"Ti proteini", objašnjava Rackham, "zaključavaju [jednolančanu] DNK [koja je osigurana telomerima], tako da je telomeraza ne može dodirnuti."
„Naš je laboratorij dizajnirao proteine koji po prvi puta zapravo mogu prepoznati jednolančanu DNA i vezati je. U osnovi možemo programirati ove proteine da ih ciljaju ”, napominje.
Radeći to, tim je uspio poremetiti molekularni mehanizam koji će rak "oteti" kako bi podstakao nekontrolirani, a time i štetni rast stanica.
Istraživači su izrazili svoje uzbuđenje zbog svog otkrića, tvrdeći da bi se razvoj proteina koji se mogu vezati za jednolančanu DNA mogao, u budućnosti, koristiti u više područja od terapijskog interesa.
"U ovom smo istraživanju pokazali da imamo sposobnost dizajniranja proteina koji prepoznaju specifične [jednolančane DNA] sekvence od interesa, s mnogim potencijalnim primjenama u biologiji i biotehnologiji", zaključuju autori.
