Химиотерапия действует путем нападения на быстро делящиеся клетки в организме. Но небольшие очаги раковых клеток могут противостоять его атаке, позволяя раку в конечном итоге вернуться, по информации портала nexusrus.com.

«Лучшее понимание того, почему одни раковые клетки выживают, а другие умирают, критически важно для повышения эффективности химиотерапии», - говорит Джун Хи Ли, доктор философии, исследователь рака из онкологического центра Рогеля Мичиганского университета.

Используя метод, называемый секвенированием одноклеточной РНК, исследовательская группа из UM смогла впервые показать, как отдельные клетки в пределах одной популяции раковых клеток по-разному реагируют на повреждение ДНК, вызванное химиотерапией. Они обнаружили, что ответы делятся на три группы: активирующие гены, контролирующие гибель клеток, деление клеток или стрессовую реакцию, согласно результатам, опубликованным в Cell Reports .

«В совокупности мы наблюдали, что клетки с разной судьбой на самом деле имеют совершенно разные наборы активированных генов и что эти разные« транскриптомные ландшафты »определяют судьбы клеток после повреждения ДНК в результате химиотерапии», - говорит Ли, соавтор исследования и один из авторов исследования. адъюнкт-профессор молекулярной и интегративной физиологии в Michigan Medicine.

В то время как ДНК содержит полное руководство по эксплуатации клетки, последовательности, которые транскрибируются в РНК, рассказывают историю о том, какие гены включены или выключены в данный момент, то есть какие наборы отдельных инструкций выполняются. Транскриптом - это полный набор этих последовательностей РНК в данной клетке.

Применение одноклеточных методов

Ли отмечает, что ученые часто сравнивают одноклеточный анализ с фруктовым коктейлем. Многие типы исследований измеряют характеристики или реакции группы ячеек - смеси отдельных игроков, которые вносят свой вклад в общее целое, как фрукты в смузи. Это может предоставить полезную информацию, но также может скрыть различия между отдельными участниками - эквивалент клубники, черники и бананов в смузи на клеточном уровне. Одноячеечные методы позволяют выявить эти индивидуальные различия.

В ходе исследования было проанализировано более 10 000 клеток из трех линий клеток рака толстой кишки. Клетки подвергались воздействию химиотерапевтического агента фторурацила, который обычно используется против рака толстой кишки и других типов рака. Некоторые из наблюдений были воспроизведены с помощью дополнительных методов и различных химиотерапевтических препаратов.

«Ранее научный консенсус заключался в том, что повреждение ДНК приводит к довольно однородному транскрипционному ответу, который пассивным образом ведет к различным клеточным судьбам, в зависимости от заданных уровней экспрессии генов в клетке», - говорит Ли. «Напротив, мы обнаружили, что различные гены ответа на повреждение ДНК часто активируются только в подмножестве клеток, которые все разделяют определенную клеточную судьбу».

Группа проводит постоянные исследования, чтобы понять, какие факторы заставляют одни клетки иметь одну судьбу, а другие - другую.

«Если мы узнаем, что существует определенная субпопуляция клеток с определенными характеристиками, которые позволяют им выжить при химиотерапии, когда другие клетки умирают, тогда ученые могут искать способы специально нацелить эти клетки», - говорит Ли.

Предоставление данных другим исследователям

Исследовательская группа, возглавляемая доктором философии Хён Мин Кангом, доцентом кафедры биостатистики Школы общественного здравоохранения, также предоставляет свои данные в Интернете для других исследователей.

«Например, другие ученые могут исследовать, как отдельные гены экспрессируются в отдельных клетках до и после химиотерапевтического лечения. И как конкретная экспрессия гена коррелирует с дозой химиотерапии или с экспрессией других генов», - говорит Канг. «Онлайн-инструмент также может использоваться исследователями для проверки новых гипотез и получения новых данных - и, следовательно, имеет потенциал для ускорения будущих исследований реакций на повреждения ДНК».

Эта работа была поддержана грантами Национальных институтов здравоохранения (R01DK102850, R01DK114131, U01HL137182, P30AG024824, P30DK034933, P30DK089503, P30CA046592), Инициативы Чана Цукерберга, Инициативы MCubogenedesis UM.

Стипендия и награда Американской ассоциации по изучению заболеваний печени за экспериментальные исследования.