Таким образом, MLL был основным направлением разработки лекарств, направленных на остановку рака, вызванного этими транслокациями. Однако, несмотря на свои обещания, эти препараты изо всех сил пытались продемонстрировать клиническую эффективность.
Статья Центра рака Университета Колорадо, опубликованная сегодня в журнале Cancer Cell, ставит под сомнение существующее понимание потенциальных терапевтических мишеней при лейкемии с транслокацией MLL. В частности, исследование показывает, что в семействе белков, связанных с MLL, MLL2, а не MLL, является наиболее подходящей мишенью для лекарств, противодействующих этому заболеванию. Другими словами, разработчики лекарств, нацеленные на MLL, возможно, немного упустили одну сторону от реальной цели.Открытие связано с тем фактом, что в этих случаях лейкемии, связанной с MLL, изменяется только одна из двух копий гена, что означает, что транслокации MLL существуют вместе с непораженной копией.
Предыдущая работа показала, что эти незатронутые копии MLL — то, что исследователи называют формой гена дикого типа — работали с транслокациями MLL, чтобы вызвать рак. Это открытие легло в основу разработки лекарств, направленных на MLL дикого типа.Первый автор данной статьи, доктор философии Юфэй Чен, описывает свою раннюю работу в этой области: «Когда я начинала свою работу, уже был ряд исследований, показывающих, что MLL очень важен для поддержания этого типа лейкемии. Я хотел посмотрим, смогу ли я повторить эти результаты на нокаутирующей мыши, удалив MLL.
Но я не увидел никакой разницы между контролем и нокаутом ».По сути, существование MLL дикого типа не имело никакого значения для развития лейкемии у этих мышей. Химики-медики пытались заставить замолчать этот оставшийся неизменным и якобы опасный MLL, но почему стоит разрабатывать лекарство против мишени, удаление которой не влияет на болезнь?Конечно, Чен изначально скептически относился к ее результатам.
Несомненно, артефакты ее казни (также известные как «ошибки») объясняли ее неспособность воспроизвести результаты этих широко известных предыдущих исследований. Работая в лаборатории Патриции Эрнст, доктора философии, исследователя онкологического центра CU и профессора педиатрии и фармакологии Медицинской школы CU, Чен «повторила эксперимент миллион раз», — говорит она.
Каждый раз она получала отрицательные результаты: подавление MLL дикого типа не влияло на развитие лейкемии. Также над проектом участвовала лаборант Джасмин Ли, студентка Калифорнийского университета в Денвере.Если это не была экспериментальная процедура, возможно, это была конкретная модель мыши?
Чтобы исключить эту возможность, Чен получил еще одну модель нокаута MLL от немецкого сотрудника А. Фрэнсиса Стюарта, доктора философии, профессора геномики и директора Биотехнологического центра (BIOTEC) в Техническом университете Дрездена.«Международное сотрудничество сделало эту работу возможной», — говорит Эрнст. «Никто на самом деле не пытается подтвердить свои результаты на второй модели мыши, но Yufei сделал это только для того, чтобы быть уверенным на 110 процентов».Нокаут гена в этой немецкой модели означал полную потерю белка MLL.
И все же Чен получил тот же результат: не было никакой разницы в развитии лейкемии между мышами, сохраняющими MLL, и новой моделью, в которой он отсутствовал.«Мы начали с того, что считалось установленным фактом, а именно с того, что MLL дикого типа способствовали лейкемии с транслокацией MLL. Затем мы отменили это, — говорит Эрнст. «Тем не менее, все эти негативные данные было трудно объяснить, и мы задавались вопросом, есть ли что-то еще в этой истории».По мнению Чена и Эрнста, что-то происходило в этой смеси транслокаций MLL с генами MLL дикого типа.
Может, был замешан еще один партнер?«MLL2 — это белок, наиболее тесно связанный с MLL. Некоторые исследования показывают, что в большинстве случаев MLL и MLL2 имеют разные функции.
Но мы задались вопросом, могут ли эти родственные гены каким-то образом перекрывать друг друга», — говорит Эрнст.Группе понадобится больше моделей мышей.
В дополнение к их нокауту MLL, «Мы получили нокаут MLL2 и двойной нокаут», — говорит Чен. В Совместном ресурсе функциональной геномики онкологического центра CU Чен работал с менеджером Молишери Джоши, доктором философии, над воссозданием этих нокаутов в человеческих клетках.
И снова, когда они выбили MLL, в течении лейкемии не было никаких изменений. Но когда они выбили MLL2, это привело к снижению лейкемии примерно на 40 процентов.
И когда они вырезали и MLL, и MLL2, они увидели примерно 90-процентное снижение лейкемии. Обнаружение того, что MLL2 может быть мишенью при лейкемии с транслокацией MLL, было важным результатом.
Но вопрос о причастности MLL, который, по мнению группы, решен (а именно вывод об отсутствии причастности), теперь приобрел важный нюанс: «Как может вещь, которая ничего не делает сама по себе, а именно нокаут MLL — иметь такой драматический эффект в сочетании с другой вещью, а именно с нокаутом MLL2? " — спрашивает Чен.«Это классический синергизм», — говорит Эрнст. «Как в машине: если немного поработать с тормозами, может, ничего не произойдет. Но если немного поработать с тормозами, а также поработать с акселератором, так что он заедает, теперь у вас есть проблема».
Чен доставила лейкозные клетки с нокаутом MLL2 в Центр геномики и микрочипов CU Cancer Center, чтобы узнать, сможет ли она выяснить, почему ген взаимодействует с транслокациями MLL (и с MLL дикого типа), вызывая лейкемию. По сути, секвенирование РНК могло сказать ей, как MLL2 был связан с другими генами — что он поворачивал вверх или вниз, и на какие общие пути влиял MLL2?
Оказалось, что только MLL2 нарушила регуляцию 177 генов и что 444 гена были нарушены, когда были удалены и MLL, и MLL2. При совместном рассмотрении оказалось, что группы этих генов имеют очень важное значение в контексте лейкемии, включая участников трех путей лейкемии, которые уже считаются важными мишенями для лекарств при ОМЛ.
«Все это очень важные пути лейкемии», — говорит Эрнст. «Если бы у вас был препарат от MLL2, вы могли бы поразить эти действительно большие цели».Кроме того, в то время как MLL важен для функционирования здоровых стволовых клеток костного мозга, MLL2, по-видимому, мало функционирует во взрослом организме. Это означает, что нацеливание на MLL2 может иметь меньше побочных эффектов.
Конечно, продолжающаяся работа группы свидетельствует о разработке именно этого вида наркотиков. Чен работает с клетками из образцов больных раком человека, предоставленных исследователем Центра рака CU Дэниелом Поллией, доктором медицины, и исследователем из Детского Колорадо Келли Мэлони, доктором медицины, чтобы показать, что эффект ингибирования MLL2 не специфичен для биологии мышей.
И Эрнст работает над тем, чтобы показать, насколько широко MLL2 в качестве мишени для лекарственного средства может иметь место при других формах рака крови.По словам Эрнста, это исследование иллюстрирует результаты, которые могут быть получены при использовании всех технологических ресурсов крупного академического и медицинского кампуса в сочетании с сотрудничеством между исследователями по всему спектру фундаментальных и клинических исследований.
«Это прекрасный пример совместной работы исследователей», — говорит Эрнст. «Эта фундаментальная наука имеет реальный потенциал повлиять на разработку будущих лекарств, которые могут улучшить жизнь пациентов с этими состояниями».