Ученые выявили ключевые белки, управляющие ростом различных типов рака
Ученые провели глубокий анализ белков, управляющих развитием рака в различных типах опухолей. Эта информация недоступна при обычном секвенировании генома. Понимание работы белков в раковых клетках открывает перспективы для новых методов лечения, блокирующих ключевые онкогенные белки или активирующих иммунный ответ на аномальные белки, создаваемые опухолями.
Исследование выполнено Консорциумом по клиническому протеомному анализу опухолей (Clinical Proteomic Tumor Analysis Consortium) под руководством Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе, Института Броуда MIT и Гарварда, Университета Бригама Янга и других институтов по всему миру.
Результаты опубликованы 14 августа в серии статей в журналах Cell и Cancer Cell.
Анализ протеома как следующий шаг после генома
«Этот новый анализ белков, управляющих ростом опухоли, — следующий шаг после секвенирования генома рака в наших усилиях по разработке лучших методов лечения», — заявил старший автор Ли Дин, профессор медицины Вашингтонского университета.
«В нашей прошлой работе по секвенированию геномов раковых клеток мы выявили почти 300 генов, управляющих раком. Теперь мы изучаем детали работы механизмов, которые запускают эти гены, — белки и их регуляторные сети, которые фактически выполняют работу по вызову неконтролируемого деления клеток».
Масштабное исследование 10 000 белков
Исследователи проанализировали около 10 000 белков, участвующих в развитии 10 различных типов рака: двух типов рака легких, а также колоректального рака, рака яичников, почек, головы и шеи, матки, поджелудочной железы, молочной железы и мозга.
Ли Дин подчеркнул важность большого объема данных: многие ключевые онкогенные белки встречаются редко в каждом отдельном типе рака, и их нельзя было бы выявить при индивидуальном изучении опухолей. Совместный анализ повышает вероятность обнаружения важных белков и позволяет определить основные общие механизмы, управляющие разными типами рака.
Взаимодействие белков и их химические модификации
Анализ позволяет понять, как белки взаимодействуют друг с другом, стимулируя рост рака. Корреляция уровней двух белков может указывать на их партнерство, а нарушение этого взаимодействия — быть перспективным способом блокировки опухоли.
Исследования также выявили, как химические модификации белков — процессы ацетилирования и фосфорилирования — могут изменять репарацию ДНК, иммунные ответы, упаковку ДНК и другие молекулярные процессы, играющие роль в развитии рака.
Объяснение эффективности иммунотерапии
Исследование пролило свет на эффективность иммунотерапии, такой как ингибиторы контрольных точек. Высокое количество мутаций не всегда приводит к обилию аномальных белков (опухолевых антигенов), на которые нацелена иммунная система.
«Для некоторых видов рака, даже при наличии мутаций, способных генерировать опухолевые антигены, если аномальный белок не экспрессируется или его очень мало, такие мутации могут не быть мишенью для лечения», — пояснил Ли Дин. Это может объяснять, почему некоторые пациенты не отвечают на иммунотерапию. Протеомные профили экспрессии опухолевых антигенов особенно полезны для разработки новой иммунотерапии.
Дополнительные находки и доступ к данным
В другом исследовании команда Ли Дина выявила паттерны метилирования ДНК, которые могут влиять на экспрессию генов и быть ключевыми драйверами рака. В частности, был обнаружен молекулярный «переключатель», подавляющий иммунную систему в определенных типах опухолей.
Финальная статья в серии исследований делает данные и аналитические ресурсы, использованные консорциумом, доступными для всего научного сообщества.
«Этот тщательный протеомный анализ и анализ химических модификаций для многих типов рака в сочетании с нашими давними знаниями в области геномики рака предоставляет еще один уровень информации. Мы надеемся, что это поможет ответить на многие вопросы о том, как рак растет и ускользает от наших лучших методов лечения», — заключила Ли Дин.