Александра Маккрей
Необычные изменения в активности ДНК могут привести к развитию рака. Исследователи используют эти знания для создания методов лечения, которые могут устранить эти изменения.
Что такое эпигенетика?
Хотя клетки выполняют определенную работу в различных частях вашего тела, ДНК внутри них практически одинакова. Их отличает то, как и когда они включают или выключают наборы генов.
Клетки могут контролировать, активировать или деактивировать нужные им гены с помощью эпигенетических изменений. Это небольшие изменения ДНК и белков в хромосомах клетки. Эти изменения временно корректируют то, как клетки используют информацию ДНК, не изменяя последовательность ДНК. Вашему организму необходима эпигенетика, чтобы нужные гены были включены в нужных клетках.
Изменения, вызывающие рак
Рак может развиться, когда эпигенетические изменения идут не так, как нужно. Они могут повлиять на две основные группы генов, связанных с раком, - онкогены и гены-супрессоры опухолей. Онкогены могут стать слишком активными, а гены-супрессоры опухолей могут измениться или исчезнуть.
Ваши клетки - не единственное, что может вызвать эпигенетические изменения, которые также известны как эпимутации. Такие вещи, как курение, недостаточная физическая активность, наркотики, ваша диета, химические вещества окружающей среды или радиация, могут вызвать аномальные изменения в активности ваших генов или ДНК вне генов, что может привести к раку.
Ваши родители также могут передавать эпигенетическую информацию. Врачи называют это "трансгенерационным наследованием".
Что эпигенетика означает для лечения рака
По мере того как ученые узнают все больше об эпигенетических изменениях в раковых клетках, они пытаются создать методы лечения, способные обратить их вспять. Одна из лучших сторон этих методов лечения заключается в том, что они не убивают клетки, в отличие от химиотерапии и радиации. Они просто корректируют работу клеток путем воздействия на определенные ферменты (белки) (или их ингибирования).
Ученые в основном изучают препараты, называемые ингибиторами метилтрансферазы ДНК (DNMT) и ингибиторами деацетилазы гистонов (HDAC). Эти препараты перспективны для лечения некоторых видов рака, но те, что доступны сейчас, похоже, не работают против твердых опухолей.
Ингибиторы ДНК-метилтрансферазы (ДНМТ)
Метилирование ДНК определяет, насколько активен ген. Гены включены, когда метилирование незначительно. При большом количестве метилирования гены выключены. При раке гены-супрессоры опухолей обычно имеют много метилирования. Цель ингибиторов ДНК-метилтрансферазы (DNMT) - сделать гены, включая гены-супрессоры опухолей, снова активными.
Существует два вида ингибиторов:
-
Азацитидин (Видаза)
-
Децитабин (Дакоген)
Врачи используют их для лечения таких заболеваний, как миелодиспластический синдром и острый миелоидный лейкоз. Эти препараты останавливают ферменты, вызывающие метилирование, от выключения других частей ДНК. К сожалению, эти препараты также очень быстро разрушаются в организме, часто менее чем за час. Они могут сделать вашу иммунную систему менее эффективной и также повредить ДНК.
Зебуларин - это новый интересный препарат, который исследователи изучают, поскольку он безопаснее, стабильнее и эффективнее. Он действует аналогично ингибиторам DNMT, доступным в настоящее время, и делает гены снова активными в раковых клетках.
Ингибиторы гистондеацетилазы (HDAC)
Гистоны - это тип белка, который организует ДНК в хромосомы. Эпигенетические факторы, изменяющие гистоны, делают ДНК читаемой или нечитаемой. Ацетилирование гистонов - один из способов сделать ДНК читаемой, что повышает активность генов. Деацетилирование гистонов делает ген нечитаемым и глушит его. В различных видах раковых клеток происходит большое количество деацетилирования гистонов. Ученые считают, что это связано с тем, что гены-супрессоры опухолей и гены репарации ДНК молчат.
Ингибиторы деацетилазы гистонов (HDAC) должны уменьшать деацетилирование гистонов, что помогает опухолевым супрессорам быть более активными. В настоящее время врачи используют такие ингибиторы:
-
Белиностат (Beleodaq)
-
Панобиностат (Фаридак)
-
Ромидепсин (Истодакс)
-
Вориностат (Золинза)
Хотя эти методы лечения помогают при раке крови, таком как лейкемия, миелома и лимфома, у них есть недостатки. Они повреждают костный мозг и могут снизить количество клеток крови. Они также могут вызывать побочные эффекты, такие как диарея и усталость. Тот факт, что эти препараты действуют на все HDAC, а не только на те, которые влияют на раковые клетки, вероятно, является одной из причин этих побочных эффектов.
Эпигенетика и другие методы лечения рака
Иногда врачам приходится одновременно использовать различные виды лечения рака. Эпигенетические препараты, похоже, хорошо сочетаются с лучевой и химиотерапией. Эти препараты могут сделать раковые клетки более чувствительными к этим методам лечения, благодаря чему они будут работать лучше и с большей вероятностью предотвратят возвращение рака.
Ваш врач также может использовать несколько эпигенетических препаратов одновременно. Дозы получаемых вами препаратов часто намного ниже, что может ограничить побочные эффекты. Но их комбинирование может сделать их более мощными.
Врачи также говорят, что метилированные гены в опухолях мозга глиобластомы могут сделать раковые клетки более восприимчивыми к лечению препаратом темозоломид (Темодар).
