"Śmieciowe" DNA to przyszłość. Można je zmienić w zabójców raka

Badanie przeprowadzone przez naukowców z USA i Niemiec pod koniec ubiegłego roku ujawniło, że w naszym DNA czekają uśpione "starożytne wirusy", które budzą się podczas ciąży i utraty krwi, prowadząc do zwiększonego zapotrzebowania na czerwone krwinki w organizmie. Chodzi o fragmenty kodu genetycznego, znane jako retrotranspozony, które uruchamiają proces, o którym nasze komórki dawno zapomniały. A co ciekawe, w naszym genomie istnieją setki takich sekwencji retrotranspozonów i z jakiegoś powodu nie zostały inaktywowane na stałe, jak ma to miejsce u niektórych gatunków.

Wydaje się więc, że muszą mieć dla nas jakąś adaptacyjną wartość - co prawda często określane są jako "śmieciowe DNA", ale wynika to podobno z tego, że niegdyś były uznawane za segmenty kodu o niewielkim znaczeniu. Obecnie wiadomo jednak, że wiele z tych genetycznych reliktów może się aktywować, czasami działając na naszą korzyść. Tutaj zespół zauważył, że retrotranspozony aktywowały białko sygnalizacyjne o nazwie interferon, które z kolei zwiększyło aktywność krwiotwórczych komórek macierzystych.

I to zaledwie jedna z wielu ostatnio publikacji, które pokazują, jak błędnym określeniem jest "śmieciowe DNA". Wystarczy tylko spojrzeć na badanie opublikowanego latem tego roku, z którego dowiadujemy się, że pełnią one ważną funkcję regulacyjną w genomie, tzn. odgrywają aktywną rolę w kontrolowaniu sposobu włączania i wyłączania innych genów, zwłaszcza na wczesnym etapie rozwoju człowieka. Według jego autorów ok. 45 proc. ludzkiego DNA składa się z elementów transpozycyjnych (TE), zwanych inaczej "skaczącymi genami", czyli powtarzających się sekwencji DNA, które potrafią zmieniać swoje położenie w genomie.

A dziś poznajemy wyniki kolejnego, które sugeruje z kolei, że te fragmenty DNA kiedyś odrzucone jako uśpione i bezużyteczne, można w rzeczywistości wykorzystać do zwalczania niektórych typów lekoopornych nowotworów krwi. Jak dowiadujemy się z publikacji na łamach czasopisma "Blood", potrafią wykorzystywać dawno uśpione fragmenty DNA, by przetrwać i rosnąć.

Naukowcy skupili się na dwóch wyjątkowo trudnych do leczenia nowotworach: zespole mielodysplastycznym (MDS) i przewlekłej białaczce limfocytowej (CLL). Oba te typy raka często niosą mutacje w genach ASXL1 i EXH2, które odpowiadają za prawidłową produkcję białek kontrolujących wzrost komórek. Gdy te geny zostają uszkodzone, komórki zaczynają dzielić się bez kontroli. Zespół z Londynu odkrył jednak, że konsekwencje sięgają jeszcze głębiej.

W takich nowotworach reaktywują się uśpione fragmenty genomu, uznawane dotąd za bezużyteczne. Te "śmieciowe" sekwencje DNA zaczynają kopiować się i wstawiać w nowe miejsca, wprowadzając chaos do genomu komórek rakowych. Ten proces, choć niebezpieczny, osłabia same komórki raka - powoduje stres genetyczny, który zmusza je do korzystania z określonego systemu naprawy DNA opartego na białkach PARP. Gdy naukowcy zablokowali działanie PARP przy pomocy istniejących leków, okazało się, że komórki nowotworowe giną, podczas gdy zdrowe pozostają nienaruszone.

To odkrycie daje nową nadzieję pacjentom z nowotworami, które dotąd nie reagowały na leczenie. Pokazuje, że to, co przez dekady uznawaliśmy za bezużyteczne fragmenty DNA, może być naszym sprzymierzeńcem w walce z rakiem

---

Badacze określają to zjawisko mianem "syntetycznej letalności" - sytuacji, w której celowe zablokowanie jednej z funkcji komórki prowadzi do jej śmierci, ale tylko wtedy, gdy występuje określona mutacja. I choć odkrycie wymaga dalszych badań, już teraz otwiera drogę do personalizowanego leczenia raka, opartego nie na atakowaniu komórek w sposób ogólny, lecz na wykorzystaniu ich własnych słabości. Co więcej, leki blokujące PARP są już stosowane w terapii raka piersi i jajnika, więc przełożenie tych wyników na praktykę kliniczną może nastąpić stosunkowo szybko.