1. Главная
  2. Блог
  3. Роль РНК в развитии рака и устойчивости его к лечению

Роль РНК в развитии рака и устойчивости его к лечению

March 16, 2021
·
5 минут
Измайлова Елена
Измайлова Елена
Роль РНК в развитии рака и устойчивости его к лечению

С момента открытия двойной спирали ДНК в 1950-х годах ученые изучали, как мутации в ее цепочках могут приводить к онкологическим заболеваниям. Оказалось, что ДНК не всегда раскрывает полную картину образования раковой клетки. Исследователи обратили внимание на РНК (рибонуклеиновую кислоту) и ее роль в развитии и лечении рака.

Что такое РНК?

Если сравнить клетку с пчелиным ульем, то ДНК - это матка внутри каждой клетки, а различные типы РНК - рабочие пчелы, выполняющие множество процессов, критически важных для функционирования тканей и органов тела. РНК переносит информацию о последовательности нуклеотидов части ДНК из ядра клетки в цитоплазму - жидкое содержимое внутри клетки, в которой находится клеточные компоненты. Там РНК соединяется между собой и аминокислотами для производства различных белков. Исследователи предполагают, что даже в клетках со структурой ДНК без мутаций, РНК может вносить изменения в синтезируемые белки. У онкологических больных эти изменения снижают уровень белков, убивающих раковые клетки, или увеличивают количество белков, которые стимулируют раковые клетки к делению.

«Становится все более очевидным, что уникальные профили РНК в отдельных раковых опухолях могут играть важную роль в определении как биологии рака, так и его реакции на терапию», - говорит Мори Маркман, доктор медицинских наук, президент медицины и науки Cancer Treatment Centers of America.

Понимание различных типов РНК и их разнообразия - важная задача на пути к раскрытию роли РНК в развития рака. Наиболее широко известны три типа РНК:

  • Информационная или матричная РНК (мРНК). Она несет генетическое кодирование ДНК от ядра к месту синтеза белка - на рибосомы. Основная ее функция - кодирование информации с ДНК и передача ее к месту синтеза.
  • Рибосомная РНК (рРНК) - самая широко представленная РНК клетки (примерно 85% всех РНК). Объединяясь с мРНК, рибосомная РНК участвует в формировании активного центра рибосомы, где и происходит процесс биосинтеза белка.
  • Транспортная РНК (тРНК) переносит определенные аминокислоты к месту синтеза белка на рибосоме и связывает мРНК и рРНК для синтеза белка. Для переноса каждого вида аминокислот к рибосоме нужен отдельный вид тРНК, который определяется иРНК, кодирующей аминокислоту.

ДНК и РНК. Какая разница?

ДНК

  • Дезоксирибонуклеиновая кислота. Состоит из дезоксирибозы, остатка фосфорной кислоты и четырех азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин и тимин.
  • Молекула ДНК имеет форму двойной классической спирали. Азотистые основания одной цепи соединены с азотистыми основаниями другой цепи водородными связями и образуют миллионы пар оснований - нуклеотидов (подобно ступенькам на лестнице).
  • Несет полный генетический код живого существа.
  • ДНК находится в ядре клетки.

РНК

  • Рибонуклеиновая кислота. Состоит из рибозы, остатка фосфорной кислоты и азотистых оснований - три схожих с ДНК - аденин, гуанин, цитозин, и четвертого - урацил.
  • Молекула РНК состоит из одной цепочки несопряженных нуклеотидов. Таких нуклеотидов в одной РНК от сотни до нескольких тысяч.
  • Воспринимает генетическую информацию ДНК и реализует ее в виде биосинтеза белка, доставляя сообщения и инструкции клеткам.
  • РНК находятся в ядре, цитоплазме, рибосомах, митохондриях и пластидах - во всей клетке.

РНК и исследования рака

Нарушения в цепи РНК или комбинации различных видов РНК, могут служить причиной некоторых онкологических заболеваний. Например, нить мРНК может транспортировать усеченную версию правильного кода ДНК, упуская важную информацию, необходимую для создания белков, предотвращающих рост опухоли. Или, возможно, мутация вызывает соединение мРНК и рРНК в неправильном месте нуклеотидной цепи.

В последнее время большой интерес вызывает группа некодирующих РНК (нкРНК), включающих короткие молекулы тРНК, которые не транслируются в белок. Согласно отчету, опубликованному в Journal of Hematology & Oncology, многие из этих нкРНК влияют на то, как клетки реагируют на лечение рака, нарушая эффективность противораковых препаратов. В докладе говорится, что нкРНК также может способствовать метастазированию рака - перемещению раковых клеток и образование опухоли в других частях тела.

Особо пристальное внимание уделяется разновидности нкРНК - микроРНК (миРНК). Исследователи из Мичиганского университета, Кейсовского университета Западного резервного района, и Пенсильванского университета изучили влияние специфической миРНК, называемой miR-181a. В исследовании было рассмотрено 10000 пациентов с 38 различными типами рака и обнаружено, что пациенты с низким уровнем miR-181a живут на несколько лет дольше, чем пациенты с более высоким уровнем. Исследователи также предполагают, что miR-181a может помочь в изучении и лечении рака яичников - основной причины смерти от гинекологических злокачественных опухолей. Происхождение этого вида рака до сих пор не разгадано.

Действия миРНК «проявляется во всех признаках рака», - говорится в исследовании 2018 года, опубликованном врачами онкологического центра в Румынии. В отчете сообщается, что миРНК:

  • проявляют безграничную способность к воспроизведению;
  • способны активировать раковые клетки роста;
  • делают раковые клетки нечувствительными к химиотерапевтическим процедурам, направленным на замедление их роста;
  • участвуют в ангиогенезе - образовании новых кровеносных сосудов для питания раковой опухоли;
  • способны избегать иммунного разрушения;
  • усиливают генетическую нестабильность клетки.

Одна из проблем в изучении РНК - это ограниченная стабильность молекулы. Рибоза, входящая в ее основу, подвержена гидролизу - ее химические элементы разрушаются в реакции с водой. В отличие от ДНК, которая относительно стабильна, РНК быстро теряет свою структуру, что затрудняет анализ. Однако исследователям все чаще удается преодолевать эту техническую проблему, и вполне вероятно, что в ближайшем будущем в этой области появятся клинически значимые достижения.

Список литературы

https://www.cancercenter.com/community/blog/2020/09/cancer-and-rna

Измайлова Елена
Измайлова Елена
Медицинский журналист ONCOGENOTEST