Ами ако вместо да унищожаваме раковите клетки, бихме могли просто да ги превърнем в нормални клетки? Именно това предлага един революционен подход, наречен реверсия на рака. Този метод не само се бори с болестта, но и обещава да го направи без често опустошителните странични ефекти на съвременните лечения.

Екип от южнокорейски изследователи наскоро направи значителна стъпка в тази посока, проправяйки пътя за напълно нови лечения на рака.

Ракът, в най-простата си форма, е клетъчно заболяване.. Нормалните клетки губят специализираните си функции и стават „недиференцирани“, размножавайки се неконтролируемо. Реверсията на рака има за цел да обърне този процес чрез препрограмиране на злокачествените клетки, за да ги върне в здравословно, диференцирано състояние.

За разлика от традиционните терапии като химиотерапия или лъчетерапия, които унищожават раковите клетки масово, този подход не причинява същото увреждане на околните тъкани. Освен това, това би могло да избегне повтарящия се проблем с резистентността към лечение, което е основно усложнение в борбата с рака.

Как учените препрограмират туморните клетки, за да станат отново здрави

Екип, ръководен от професор Куан-Хюн Чо (Kwang-Hyun Cho) от Корейския институт за напреднали науки и технологии (KAIST), наскоро се фокусира върху раковите клетки на дебелото черво. Тяхната работа разчита на използването на дигитални близнаци, сложни компютърни модели, които симулират генетичните мрежи на клетките.

В своето новаторско изследване корейските учени представят мощен компютърен инструмент, наречен BENEIN (съкращение от Boolean Network Inference and Control). Този инструмент е проектиран да разбере как гените работят заедно в клетката и как те влияят върху нейната идентичност – дали тя остава ракова клетка или се превръща в здрава.

За да направят това, изследователите са изследвали хиляди клетки от дебелото черво от човешка тъкан, като са наблюдавали кои гени са били „включени“ или „изключени“ във всяка клетка. BENEIN им е помогнал да изградят подробна карта на взаимодействието на гените, подобно на мрежа, където всеки ген е превключвател и всяка връзка контролира дали други превключватели се включват или изключват. Този вид модел позволява на учените да симулират какво може да се случи, ако определени ключови гени бъдат блокирани или активирани.

Схема на резултатите от изследването. Изследователският екип на професор Чо е разработил оригинална технология за систематично откриване на ключови молекулярни превключватели, които могат да индуцират реверсия на ракови клетки на дебелото черво, чрез системно-биологичен подход, използващ анализ на атракторния ландшафт на генетичен мрежов модел за критичния преход в момента на трансформация от нормални клетки към ракови клетки, и потвърди ефекта на обръщане на действителния рак на дебелото черво чрез клетъчни експерименти. Кредит: Kwang-Hyun Cho et al.;

В този случай екипът се фокусира върху 4252 клетки, които са били в процес на превръщане в нормални чревни клетки, наречени ентероцити. Те създават опростена мрежа, включваща 522 гена и близо 2000 взаимодействия, като в крайна сметка я стесняват до основна група от 13 ключови молекулярни превключвателя. Чрез симулации в тази мрежа учените откриват нещо вълнуващо: ако изключат три специфични гена – MYB, HDAC2 и FOXA2 – моделът предсказва, че раковите клетки ще се излязат от злокачествено състояние и ще започнат да се държат като здрави клетки. Тези стабилни генни модели, нартечени атрактори, представляват „съдбата“ на клетката. Симулацията показа, че блокирането на тези три гена е достатъчно, за да се промени „съдбата“ на клетката от ракова към нормална – като превключване на правилните превключватели, за да се промени ходът на заболяването.

Този пробив става още по-вълнуващ, защото е постигнат без трайна промяна на гените (без редактиране на гени) — само чрез идентифициране и контролиране на естествените регулаторни сигнали, които клетките използват всеки ден. Това прави BENEIN мощен инструмент не само за изследвания на рака на дебелото черво, но и за разбиране как безопасно да се насочат клетките към здраве при много видове заболявания.

Досега подходите за реверсия на рака често са разчитали на случайни открития. С тази методология става възможно манипулирането на злокачествени клетки по систематичен и прецизен начин.

Кредит: OncoDaily

Революционни медицински последици

Това откритие има дълбоки последици за начина, по който проектира терапии за рак. Вместо да се разчита на разрушителни стратегии, често свързани със сериозни странични ефекти като умора, косопад или гадене, реверсията на рака предлага щадящ, но ефективен подход.

Освен това, тази техника може да се използва в допълнение към съществуващите лечения. Например, в случаите, когато раковите клетки са развили резистентност към химиотерапия, реверсията може да предложи жизнеспособна алтернатива за възстановяване на тяхната уязвимост.

Идеята за трансформиране на злокачествени клетки в здрави клетки също така открива добри перспективи за лечението на напреднали видове рак, където терапевтичните възможности често са ограничени.

Предстоящи предизвикателства и следващи стъпки

Въпреки тези постижения, предизвикателствата остават. Сложността на генетичните мрежи варира значително между различните видове клетки, което означава, че всеки рак ще изисква специфичен подход. Освен това, трябва да се внимава, за да се гарантира, че реверсивната терапия на рака не създава непредвидени странични ефекти или не стимулира други злокачествени пътища.

Изследователите планират да продължат да усъвършенстват своите дигитални модели, за да ги направят още по-точни и надеждни. Интегрирането на тези технологии в клиниките ще изисква и мащабни проучвания, за да се потвърди тяхната безопасност и ефикасност при хора.

Източник: South Korean Scientists at KAIST Reprogram Colon Cancer Cells in Breakthrough That Could Change Oncology, OncoDaily