Риск рака, связанный с ключевыми эпигенетическими изменениями, происходящими в процессе нормального старения: может помочь уточнить биомаркеры риска рака

Работа, опубликованная в феврале. 12 выпуск Cancer Cell, может помочь уточнить биомаркеры риска рака. По словам авторов, скрининг на эти гены может помочь стратифицировать для каждой возрастной группы людей с самым высоким риском развития рака.

«Старение, вероятно, является ведущим фактором риска для большинства распространенных видов рака», — говорит соавтор Стивен Бэйлин, М.D., Вирджиния и Дэниел К. Людвиг, профессор исследований рака в онкологическом центре Киммеля. Поскольку в лабораторных моделях эпигенетические изменения обратимы, некоторые ученые рассматривают возможность изменения этого фактора риска как потенциального способа модуляции старения как фактора риска рака. «Возможно, вы не найдете Фонтана молодости Понсе де Леона, но если бы вы могли снизить риск рака на каждое десятилетие своего возраста, это могло бы быть огромным», — говорит Бейлин.

Для исследования исследователи изучали паттерны метилирования ДНК, процесс, с помощью которого клетки добавляют крошечные метильные химические группы в начальную область последовательности ДНК гена, часто подавляя активацию гена. Они взяли клетки фибробластов из образцов крайней плоти человека и следовали установленному трехэтапному лабораторному процессу, называемому классической системой трансформации Вайнберга, чтобы преобразовать клетки в раковые. Процесс включает заражение клеток генами, которые, как известно, вызывают развитие опухоли. Ученые также вводили мышам ранние трансформированные клетки, чтобы отслеживать их развитие.

Они взяли вторую группу клеток фибробластов и позволили им естественным образом созреть до старения. Исследователи проследили изменения метилирования, наблюдаемые в обеих группах клеток с течением времени.
"Старение — это хорошо известный нормальный процесс старения, который на самом деле является противоопухолевым механизмом. Это происходит, когда клетки воспринимают чрезмерное повреждение ДНК, когда клетки подвергаются слишком большому количеству делений или когда они испытывают стресс, связанный с развитием рака.

Поэтому нам было непонятно, как процесс старения может привести к образованию опухолей », — говорит старший руководитель исследования Харихаран Ишваран, доктор философии.D., доцент кафедры онкологии онкологического центра Джонса Хопкинса Киммела.
Чтобы разгадать загадку, Ишваран, Бэйлин и его сотрудники начали картировать эволюцию изменений эпигенетического метилирования ДНК во время старения и трансформации. Они обнаружили, что, хотя изменения кажутся похожими между стареющими клетками и трансформированными клетками, способ их развития и метилированные гены по большей части различались.

Исследователи обнаружили, что метилирование ДНК, возникшее во время старения, было очень запрограммированным, настолько, что репликации процесса старения в разных чашках Петри имели одинаковый эпигенетический паттерн, говорит Исваран. Независимые повторы процесса трансформации, напротив, казались очень стохастическими или случайными.

Кроме того, в процесс трансформации в первую очередь вовлечены гены-регуляторы, которые имеют решающее значение для рака для сохранения характеристик раковой клетки, говорит Бэйлин. Для сравнения, старение связано с рядом генов метаболических процессов.
В дополнительных экспериментах Wenbing Xie, Ph.D., ведущий автор исследования не смог заставить стареющие клетки превратиться в трансформируемые клетки, служащие защитой от развития рака, и идентифицировал подмножество связанных с трансформацией метилированных генов, которые были наиболее склонны к метилированию во время раннего образования опухоли и во время старения. В будущей работе исследователи будут изучать тканеспецифические паттерны усиления метилирования ДНК для классов старения и трансформации генов и надеются использовать это для разработки стратегий определения возрастной стратификации риска развития опухоли.

Помимо Бэйлина, Ишварана и Се, учеными, которые участвовали в исследовании, были Иоаннис Кагиампакис, Ян В. Чжан, Лорен Мерфи, Юн Тао, Сянцянь Конг, Бюнгхак Кан, Лимин Ся, Филипе Л.F. Карвалью, Рэй-Вэй Чиу Йен, Синтия А. Захнов и Нита Ахуджа из Джона Хопкинса; Ликсия Пэн из Национального института рака; и Субходжит Сен из Университета Мумбаи в Индии.

Работа поддержана грантами Национального института рака R01CA185357, R21CA212495 и R01CA170550, The Hodson Trust и Evelyn Grollman Glick Scholar Award.

Новости со всего мира