​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

  • 17/05/2018

    Ученые ТГУ отправятся на поиски новых бактерий

    ​Ученые кафедры физиологии растений и биотехнологии БИ ТГУ в рамках проекта, поддержанного РНФ, займутся поиском новых микроорганизмов в удаленных труднодоступных экосистемах в Сибири. Наряду с этим микробиологи изучат характеристики двух бактерий, обнаруженных в 2017 году глубоко под землей.
    400
  • 27/02/2017

    Иван Звягин: персональная медицина будет слишком дорогой для людей

    ​Научный сотрудник Института биоорганической химии РАН Иван Звягин рассказал о том, какие проблемы стоят на пути "наук о жизни" в России и коммерциализации их результатов, почему персональная медицина пока остается мечтой и о том, почему медицинские стартапы нередко проваливаются.
    1175
  • 12/07/2017

    Робота-врача для военных создадут томские медики и инженеры​

    Ученые из НИИ кардиологии Томского национального исследовательского медицинского центра и Томского политехнического университета (ТПУ) планируют создать мобильного робота, который сможет оказывать первую медицинскую помощь пострадавшим в местах военных действий и ЧС.
    764
  • 29/12/2017

    Ученые разработали алгоритм для ДНК-оригами

    Международный коллектив российских и американских ученых предложил алгоритм компьютерного моделирования сложенных из ДНК трехмерных конструкций. Такие нанороботы могут использоваться в электронике и медицине, например, для доставки лекарств.
    514
  • 21/02/2017

    Разработки ТПУ для имплантологии выходят на стадию клинических испытаний

    ​Биодеградируемые имплантаты Томского политехнического университета выходят на стадию клинических испытаний. Как сообщают ученые ТПУ, на стадии доклинических исследований эффективность томских изделий уже доказана, и сегодня некоторые биоразлагаемые имплантаты Томского политеха сегодня частично используются в медицинской практике в одном из ведущих ортопедических центров России - Центре Илизарова.
    1514
  • 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).
    264
  • 20/04/2018

    Ученые обнаружили неожиданные функции белка, ответственного за программируемую гибель клеток

    Продолжая исследовать необычные роли белка каспаза-2, одного из важнейших участников апоптоза (программируемой клеточной гибели), биологи обнаружили еще один белок, с которым он может взаимодействовать.
    389
  • 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.
    760
  • 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.
    315
  • 07/08/2018

    Алгоритм ALICE определит особенности иммунитета по одному анализу крови

    Коллектив исследователей из России и Франции разработал статистический метод для анализа репертуара Т-клеточных рецепторов (ТКР). Его главная особенность и преимущество в том, что он позволяет связать набор ТКР конкретного человека с ответом его иммунитета на вакцинацию, терапию злокачественных опухолей, инфекции и аутоиммунные заболевания.
    110