Защо една ракова клетка загива при лечение, а друга оцелява? За да отговорят на този въпрос, учените трябва да разберат не само в какво състояние са клетките след терапията, но и какво се е случило в тях преди нея. Много от молекулярните следи за тези събития обаче изчезват бързо.
Екип от Швейцарското висше техническо училище в Цюрих (ETH) разработва метод, посредством който да запази част от тази информация. Учените създават изкуствени клетъчни структури, които улавят РНК молекули и ги предпазват от разграждане в продължение на дни. Така получават своеобразен архив на предишната активност на гените.
Разработката е описана в Nature Biotechnology на 21 октомври, а университетът съобщава за нея на 26 октомври.
Какво пропуска моментната снимка?
Активността на гените се променя постоянно. При външен сигнал клетката може временно да включи определени гени, а след отминаването му – да ги изключи. Произведените през този период информационни РНК молекули дават сведения за реакцията, но впоследствие се разграждат.
Стандартният анализ на РНК разкрива най-вече състоянието в момента на измерването. Ако краткотрайната реакция вече е приключила, учените могат да пропуснат следите ѝ. Все едно разполагат със снимка, но не знаят какво се е случило непосредствено преди заснемането ѝ.
Новата система запазва част от тези следи, за да могат да бъдат проучени на по-късен етап.
Как работи клетъчният архив?
Изкуствените структури, наречени recordanelles, съчетават три белтъчни компонента. Единият прикрепя системата към мембраната на митохондриите, другият помага за образуването на структурата, в която се събират молекулите, а третият свързва информационната РНК.
Тези молекули, които се проучват и за разработването на нови терапии, тук имат друга роля: служат като следа за активността на гените. Архивът ги улавя и ги защитава от разграждане в продължение на няколко дни.
В експериментите системата успява да запази представители на до 90% от различните видове информационна РНК, естествено присъстващи в изследваните клетки. Това не означава, че съхранява всяко отделно копие или записва всичко, което се случва в клетката.
Екипът показва също, че архивът запазва следи от временни промени в генната активност, включително при сигнализиране чрез интерферон – част от имунния отговор. Така учените могат да установят реакция дори след като тя е отминала.
Как това може да помогне в изследванията на рака?
Особено ценно е, че учените биха могли първо да открият клетките, които ги интересуват, а след това да проучат предишната им активност.
Да вземем туморните клетки, оцелели след химиотерапия. Едва след лечението става ясно кои са те. Ако предварително разполагат с подобен архив, изследователите биха могли да ги изолират и да потърсят какво ги е отличавало още преди терапията. Това би помогнало да се изясни как възникват клетки, способни да преживеят лечението и впоследствие да допринесат за връщането на заболяването.
Подобно приложение обаче предстои да бъде изследвано. Засега системата е изпитана в човешки клетки в лабораторна култура. Екипът планира да я развие за работа с животни и за онкологични изследвания. Става дума за инструмент за изучаване на клетките, а не за ново лечение срещу рак.
Изследването е публикувано в Nature Biotechnology.
