Скрытые опасности: ученые раскрывают неожиданные эффекты антигенов

Автор: Институт медицинских исследований Стоуэрса, 26 августа 2023 г.

Флуоресцентное изображение показывает клетки с нормальными ядрышками (ярко-оранжевые) в ядрах (фиолетовые), окруженными актиновыми нитями (темно-синие). Фото предоставлено Тамарой Потаповой, лаборатория Гертона, Институт медицинских исследований Стоуэрса.

Примерно 90% лекарств не попадают на рынок, что подчеркивает очевидную необходимость повышения эффективности разработки лекарств. То же самое касается и лекарств, предназначенных для лечения рака, многие из которых по разным причинам оказались безуспешными. Теперь исследователи выявили одну причину, по которой некоторые противораковые соединения могут вызывать неожиданные побочные эффекты. Это исследование может помочь понять, почему некоторые лекарства более перспективны, чем другие, предоставив новый инструмент, который можно использовать для идентификации этих лекарств и кандидатов на лекарства.

Одним из наиболее важных и энергозатратных клеточных процессов является биогенез рибосом, формирование клеточных машин, производящих все белки. Для раковых клеток этот процесс имеет первостепенное значение. В недавнем исследовании Института медицинских исследований Стоуэрса, опубликованном в журнале eLife, было проверено более 1000 существующих противораковых препаратов, чтобы оценить, как они влияют на структуру и функцию ядрышка, повсеместно распространенной клеточной органеллы, в которой производятся рибосомы.

«Все клетки должны вырабатывать белки, чтобы функционировать, поэтому им приходится вырабатывать рибосомы, которые сами также являются белковыми комплексами», — сказала ведущий автор Тамара Потапова, доктор философии, специалист по исследованиям в лаборатории исследователя Дженнифер Гертон, доктора философии. «В раковых клетках производство рибосом должно быть чрезмерным, чтобы компенсировать высокие темпы пролиферации, требующие еще большего количества белков».

Графическая иллюстрация нормального ядрышка и его крайнего стрессового состояния после ингибирования транскрипционной циклин-зависимой киназы химиотерапевтическими агентами. Фото предоставлено Марком Миллером и Тамарой Потаповой, Институт медицинских исследований Стоуэрса.

The nucleolus is a special part of the cell nucleus that houses ribosomal DNADNA, or deoxyribonucleic acid, is a molecule composed of two long strands of nucleotides that coil around each other to form a double helix. It is the hereditary material in humans and almost all other organisms that carries genetic instructions for development, functioning, growth, and reproduction. Nearly every cell in a person’s body has the same DNA. Most DNA is located in the cell nucleus (where it is called nuclear DNA), but a small amount of DNA can also be found in the mitochondria (where it is called mitochondrial DNA or mtDNA)." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">DNA, and where ribosomal RNARibonucleic acid (RNA) is a polymeric molecule similar to DNA that is essential in various biological roles in coding, decoding, regulation and expression of genes. Both are nucleic acids, but unlike DNA, RNA is single-stranded. An RNA strand has a backbone made of alternating sugar (ribose) and phosphate groups. Attached to each sugar is one of four bases—adenine (A), uracil (U), cytosine (C), or guanine (G). Different types of RNA exist in the cell: messenger RNA (mRNA), ribosomal RNA (rRNA), and transfer RNA (tRNA)." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> В основном происходит производство РНК и сборка рибосом. Ядрышки могут сильно различаться по внешнему виду, служа наглядными индикаторами общего состояния этого процесса. Таким образом, команда нашла способ извлечь выгоду из этого варианта и задалась вопросом, как химиотерапевтические препараты влияют на ядрышко, вызывая ядрышковый стресс.

«В этом исследовании мы не только оценили, как противораковые препараты изменяют внешний вид ядрышек, но также определили категории лекарств, которые вызывают различную форму ядрышек», — сказал Гертон. «Это позволило нам создать систему классификации ядрышек на основе их внешнего вида, которую могут использовать другие исследователи».