​Группа ученых из Научно-исследовательского института общей патологии и патофизиологии во главе с профессором Элеонорой Брагой разработала новый способ диагностики рака яичников на основе микроРНК – маленьких молекул, участвующих в подавлении активности генов. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ), результаты были опубликованы в журнале Gene.

МикроРНК – молекулы РНК длиной 18-25 нуклеотидов – были открыты в начале ХХ века. Эти молекулы оказались способны подавлять синтез белка в разных генах и тем самым либо сдерживать развитие рака (онкосупрессорные микроРНК), либо способствовать его развитию (онкогенные микроРНК).

Метилирование ДНК – это изменение структуры ДНК, при котором последовательность ее нуклеотидов (образующих ДНК соединений) остается неизменной. При метилировании к цитозину, одному из оснований, из которых состоят нуклеотиды ДНК, присоединяется метильная группа – соединение одного атома углерода с тремя атомами водорода. Метилирование ДНК – один из путей подавления экспрессии генов, то есть преобразования наследственной информации от гена в РНК или белок.

В раковых опухолях этот процесс протекает менее активно, чем в здоровых тканях, но при этом регуляторные (отвечающие за экспрессию генов) участки генов оказываются излишне метилированы, что мешает экспрессии.

«Ранее было показано, что доля генов микроРНК, «выключенных» метилированием, выше, чем обычных генов, кодирующих белки. В связи с этим излишне метилированные гены микроРНК могут представлять собой полезные для клинической онкологии чувствительные маркеры. Действительно, на основе метилирования генов микроРНК предложены системы маркеров для диагностики и прогноза рака толстой кишки и простаты, но для рака яичников такие данные практически отсутствовали. Цель данной работы – найти гены онкосупрессорных микроРНК, «выключенных» посредством метилирования в опухолях, образовавшихся при раке яичников — наиболее опасном онкогинекологическом заболевании с высокой смертностью и в России, и в мире», – рассказывает Элеонора Брага, заведующая лабораторией патогеномики и транскриптомики.

Исследователям удалось отобрать около двух десятков излишне метилированных генов микроРНК в опухолях яичников. Анализ метилирования выполнялся с помощью бисульфитной конверсии ДНК, выделенной из опухолей и прилежащих непораженных тканей, а также последующей ПЦР (полимеразной цепной реакции). Под воздействием бисульфита натрия неметилированный цитозин (одно из четырех азотистых оснований нуклеотидов ДНК) превращается в урацил (другое азотистое основание). Такой метод позволяет определить, какие из нуклеотидов были метилированы. При ПЦР же происходит многократное удвоение копий заданных участков ДНК. Это позволяет добиться значительного увеличения малых концентраций определенных фрагментов ДНК в пробе.

Далее с помощью количественной ПЦР было показано уменьшение количества микроРНК, образованных отобранными генами. Кроме того, чем сильнее были метилированы гены, тем меньше микроРНК они образовывали, и наоборот. Это наблюдение подтвердило важную роль метилирования отобранных генов в развитии рака яичников

Третий и наиболее ценный результат был получен при сравнении первичных опухолей от пациентов с метастазами и без них. Метилирование десяти генов микроРНК оказалось строго связано с метастазированием рака яичников, что исследователи подтвердили также на самих метастазах, вырезанных из брюшины.

«В теоретическом отношении наиболее интересно обнаружение особых свойств у двух микроРНК (miR-375 и miR-203), промоторы («стартовые площадки», где начинается транскрипция генов – процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы) которых метилируются исключительно после или в процессе метастазирования, а в «безметастазных» опухолях они, напротив, имеют черты онкогенов, которым свойственны отсутствие метилирования и повышенная экспрессия. Причем такие же свойства этих микроРНК выявлены нами для рака почки. Что заставляет эти микроРНК перевоплощаться из онкогенов в супрессоры в процессе метастазирования, вопрос пока открытый», – поясняет Брага.

Новые данные по метилированию генов микроРНК в перспективе полезны и для практической медицины. Так, на основе полученной информации авторы исследования разработали новые способы диагностики рака яичников и предсказания образования метастазов и рецидивов.

Похожие новости

  • 26/07/2018

    Антитела из полимеров позволят эффективно уничтожать раковые клетки

    ​Международная группа исследователей под руководством Николая Барлева, заведующего Лабораторией клеточного сигналинга МФТИ, показала принципиальную возможность создания нового класса противоопухолевых препаратов на основе nanoMIP - «пластиковых антител».
    103
  • 01/08/2018

    Интерфероны запускают раннее самоубийство клеток в ответ на инфекцию

    ​Российские ученые совместно с зарубежными коллегами обнаружили, что еще до активации иммунного ответа организма на инфекцию зараженные клетки начинают бороться с ее распространением. Это происходит благодаря белкам-интерферонам, которые синтезируются во всех клетках организма.
    71
  • 22/06/2018

    Клетки печени изменяются при дисфункции щитовидной железы

    ​Сотрудники Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ РАН) изучили ультраструктурные изменения ткани печени крыс — модельных организмов для исследования избыточной активности щитовидной железы.
    126
  • 27/07/2018

    Росийские ученые разработали простой способ диагностики отита

    Российские ученые усовершенствовали подход к исследованию заболеваний среднего уха, например, среднего экссудативного отита — распространенного заболевания, которое сложно диагностировать и лечить. Новый способ диагностики, в котором ученые используют в том числе один из методов томографии, быстр, точен и безопасен.
    119
  • 23/07/2018

    Магнитные нанодиски улучшат качество томографии

    Ученые России и США разработали магнитные наноструктуры, регистрируемые индукционными методами с рекордной чувствительностью в организме лабораторных животных in vivo.  Полученные магнитные микродиски позволят увеличить чувствительность и информативность различных методов визуализации органов и тканей, таких как магнитно-резонансная томография, MPQ и MPI (magnetic particle imaging).
    105
  • 08/06/2018

    Ученые избавили клетки от «кислородного стресса»

    Российские ученые совместно с британскими коллегами предложили технологию, позволяющую анализировать живые ткани и клетки под микроскопом. Метод позволит проводить экспресс-анализ токсичности магнитных наночастиц размером около 10 нанометров, которые применяются для создания противоопухолевых препаратов.
    200
  • 24/03/2018

    Российские химики изучили перспективное лекарство от мышечной слабости

    ​Ученые исследовали свойства нового вещества, которое может быть эффективным лекарством при мышечной слабости. Химики показали, что это соединение обладает длительным действием и оказывает меньшие побочные эффекты, чем известные аналоги.
    252
  • 31/05/2016

    Новосибирские ученые исследуют кровеносную систему

    ​Кровеносная система лежит в основе функционирования головного мозга, и в области её работы ещё много «белых» пятен. Сибирские учёные в сотрудничестве с медиками решили устранить некоторые из них.  Исследование имеет и прикладной выход: уже создана уникальная система мониторинга нейрохирургических операций, метод повышения качества магнитно-резонансной томографии, а также инструментарий для персонализированного моделирования протекания некоторых болезней.
    1560
  • 15/02/2018

    Томские ученые доказали эффективность нового метода диагностики заболеваний мозга

    ​Издательство Nature Publishing Group опубликовало результаты исследований ученых ТГУ, подтверждающие эффективность нового метода диагностики заболеваний головного мозга. Уникальный способ неинвазивной оценки состояния оболочек нервных волокон (миелина) при помощи магнитно-резонансной томографи (МРТ) был разработан под руководством профессора Университета Вашингтона, научного руководителя лаборатории нейробиологии НИИ ББ ТГУ Василия Ярных.
    578
  • 16/05/2018

    Российские биохимики нашли новые ферменты с необычной активностью

    ​Российские ученые охарактеризовали новые ферменты-трансаминазы, которые могут работать как в типичных для своего семейства реакциях, так и в нехарактерных для него. Результаты работы будут полезны в фундаментальном аспекте для поиска и предсказания свойств ферментов по их аминокислотной последовательности и для использования в биотехнологических процессах.
    195