Rak jest obecnie główną przyczyną zgonów w USA, a kluczowe cechy epigenetyczne zapewniają nowe możliwości diagnozowania i leczenia.
Rak ostatnio zwyciężył choroba sercowo-naczyniowa po raz pierwszy jest główną przyczyną zgonów – według szacunków NIH u jednego na dwóch mężczyzn i u jednej na trzy kobiety w USA zostanie zdiagnozowana jakaś postać tej choroby.
Rak jest bardzo złożoną chorobą charakteryzującą się licznymi zmianami komórkowymi i molekularnymi, które napędzają jego inicjację i postęp. W ciągu ostatniej dekady naukowcy pracowali nad usprawnieniem badań nad rakiem poprzez ustanowienie ujednoliconych ram. Rezultatem tych wysiłków jest identyfikacja 14 cech charakterystycznych raka – wspólnego zestawu nieprawidłowości występujących we wszystkich nowotworach.
Cechy charakterystyczne raka i rola epigenetyki
Do tych cech charakterystycznych należy powstawanie przerzutów, nasilony wzrost komórek lub niezdolność do obumierania transformowanych komórek. Uważano, że właściwości te wynikają w dużej mierze z przyczyn genetycznych (tj. mutacji), jednak genetyka nie jest w stanie w pełni wyjaśnić zmieniającej się i ewolucyjnej natury ludzkich nowotworów ani ich zdolności do szybkiego nabywania oporności na terapię. Musiały tu działać jakieś inne mechanizmy, a epigenetyczna kontrola informacji genetycznej wydawała się dobrym kandydatem.
Artykuł niedawno opublikowany w czasopiśmie Odkrycie rakapublikacja o największym wpływie Amerykańskiego Stowarzyszenia Badań nad Rakiem (AACR), której autorem jest dr Manel Esteller, profesor badawczy ICREA w Instytucie Badań nad Białaczką Josepa Carrerasa i przewodniczący Genetyki w Szkole Medycznej Uniwersytetu w Barcelonie, opisuje właściwości epigenetyczne, które pozwalają na definicję nowotworów i nadają im niesamowitą zdolność do adaptacji i przetrwania w nieprzyjaznym mikrośrodowisku, zapobiegając śmierci komórek nowotworowych.
„Po ponad 25 latach badań nad modyfikacjami chemicznymi DNA i jego białek regulatorowych, mamy teraz jaśniejszą wizję zmian epigenetycznych wspólnych dla większości ludzkich nowotworów” – komentuje dr Esteller i kontynuuje: „W tym artykule znani badacze-eksperci w tej dziedzinie, wspólnie z moją koordynacją, zdecydowali się uruchomić te sześć właściwości charakteryzujących zmiany epigenetyczne nowotworów w celu poprawy diagnostyki i rokowania choroby, a także jej leczenia”.
Sześć epigenetycznych cech charakterystycznych raka
Według zespołu ekspertów sześć epigenetycznych cech charakterystycznych transformowanych komórek to:
- Utrata aktywności genów przeciwnowotworowych na skutek nadmiernej metylacji DNA.
- Reaktywacja epigenetyczna starożytnych sekwencji wirusowych zintegrowanych z naszym genomem.
- Zakłócenie modyfikacji białek histonowych kontrolujących ekspresję genów.
- Przebudowa trójwymiarowej struktury jądra komórkowego.
- Niestabilność epigenetyczna, która umożliwia ewolucję raka.
- Związek „miłości i nienawiści” ze zmianami genetycznymi raka, w którym oba rodzaje zmian chorobowych przenikają się i wzmacniają.
Epigenetyka nowotworów jest wciąż rozwijającą się dziedziną i choć jej podstawy są solidne, dr Esteller podkreśla, że „ważne jest, aby zdać sobie sprawę, że te zasady nie są niezmienne, a przyszłe odkrycia wykorzystujące przełomowe technologie, takie jak analiza pojedynczych komórek i sztuczna inteligencja może dostarczyć dodatkowych zasad definiujących epigenetyczne cechy raka”.
Odniesienie: „The Epigenetic Hallmarks of Cancer” Manela Estellera, Marka A. Dawsona, Cigalla Kadocha, Feyruza V. Rassoola, Petera A. Jonesa i Stephena B. Baylina, 4 października 2024 r., Odkrycie raka.
DOI: 10.1158/2159-8290.CD-24-0296
