Біологи навчилися стежити за раковими клітинами в режимі реального часу

 Американські біологи, використовуючи технологію генного редагування CRISPR, розробили метод відстеження окремих ракових клітин у міру їх розмноження і метастазування в режимі реального часі.

Смертність від онкологічних захворювань в основному пов'язана зі здатністю ракових клітин метастазировать - пускати коріння по всьому тілу. При цьому медикам далеко не завжди зрозуміло, де бере початок цей процес.

Дослідники на чолі з Джонатаном Вайсманом (Jonathan Weissman), науковим співробітником Інституту біомедичних досліджень Уайтхеда і Медичного інституту Говарда Хьюза і професором біології Массачусетського технологічного інституту розробили метод визначення походження метастатических клітин, що дозволяє зрозуміти шляхи поширення пухлини.

"За допомогою цього методу можна отримати відповіді на питання, як часто конкретна пухлина дає метастази, звідки взялися ці метастази і куди вони йдуть, - наводяться в прес-релізі Інституту Уайтхеда слова Вайсмана. - Маючи можливість простежити історію пухлини in vivo, можна виявити відмінності в біології пухлини, які інакше були б недоступні ".

Форма представлення результатів нового методу дуже схожа на гранично деталізовані генеалогічні древа, які використовують біологи-еволюціоністи. Вивчаючи їх гілки, можна відстежити місце і час утворення ракової клітини і побачити, як вона поширювала своє потомство по різним частинам тіла, відзначають вчені.

Для відстеження походження ракових клітин автори порівнювали загальні мутації та інші варіації в схемах ДНК. Але, замість того щоб просто сподіватися зустріти маркери-мутації, специфічні для лінії клітин, вони вирішили використовувати технологію CRISPR для додавання таких маркерів.

"По суті, ідея полягала в тому, щоб сконструювати клітку, що має геномної блокнотний ДНК, яку можна" записати "за допомогою CRISPR, - пояснює Вайсман. - Ця" запис "в геномі зроблена таким чином, що вона стає успадковане, тобто внучатий нащадок клітини матиме "запис" своїх батьківських і прабатьківських клітин, записаних в його геномі ".

Щоб створити ці особливі "блокнотние" клітини, автори сконструювали ракові клітини людини, в які додали гени: один для бактеріального білка Cas9 - знаменитих "молекулярних ножиць", використовуваних в методах редагування генома CRISPR; інший - для світних білків, які потрібні для відстеження клітин під мікроскопом.

Потім вони імплантували мишам тисячі модифікованих ракових клітин людини, що імітують пухлину легенів. Пухлини легенів часто демонструють агресивні метастази, тому дослідники вирішили, що вони будуть хорошою моделлю для відстеження прогресування раку в режимі реального часу.

Коли клітини почали ділитися, Cas9 зробив невеликі розрізи в цільових сайтах. Під час ремонту розрізів клітина виправляла або видаляла кілька випадкових нуклеотидів, що призводило до унікальної послідовності відновлення.

"Це абсолютно новий спосіб поглянути на поведінку і еволюцію пухлини. Ми думаємо, що його можна застосувати до багатьох різних проблем біології раку", - говорить учений.

Автори відзначають, що можливість ідентифікувати гени, пов'язані з метастазами, допоможе відповісти на питання про те, як пухлини розвиваються і адаптуються. А з терапевтичної точки зору своєчасне виявлення центрів метастазування дозволить медикам зосередити лікування раку на цих місцях і уповільнити поширення пухлини.

Джерело 

Відео: 40 тварин яких ви ще не бачили