Живые организмы в течение своей жизни испытывают различные стрессы. Эти стрессы включают радиацию, ультрафиолетовые лучи и химические вещества, которые непосредственно повреждают ДНК и вызывают рак.
Организмы способны быстро восстанавливать ДНК, когда она повреждена, но когда повреждение является серьезным, они проявляют два разных клеточных ответа: апоптоз — тип контролируемой гибели клеток — и клеточное старение, которое постоянно приостанавливает рост клеток. Оба эти ответа предотвращают пролиферацию клетки, поврежденной ДНК, и превращение ее в злокачественную.Лечение рака, основанное на радиации и противоопухолевых препаратах, направлено на разрушение раковой ткани, вызывая апоптоз в раковых клетках.
Однако считается, что это лечение само по себе является стрессовым фактором, который вызывает мутацию клеток, вызывая изменения в раковых клетках. Эти клетки производят клоны, которые приобрели устойчивость к лечению, что приводит к рецидиву. Одним из изменений раковых клеток, вызванных этим лечением, является появление стареющих клеток. Было высказано предположение, что, секретируя различные белки, стареющие клетки могут ускорять пролиферацию и злокачественную трансформацию окружающих раковых клеток.
Исследовательская группа ранее обнаружила, что клеточное старение эффективно индуцируется использованием низких концентраций противораковых препаратов на раковых клетках. При противоопухолевом лечении лекарства попадают в раковые ткани через кровоток. Исследователи предсказали, что различия в концентрациях противоопухолевых препаратов будут возникать в зависимости от расстояния клеток от кровеносных сосудов, и поэтому даже при нормальном процессе лечения рака будут появляться стареющие клетки. Следовательно, если мы одновременно вводим лекарство, подавляющее старение клеток, во время стандартного лечения рака, есть потенциал для резкого повышения эффективности лечения.
Ранее исследовательская группа обнаружила, что если раковые клетки обрабатываются низкой концентрацией (10 мкМ) противоопухолевого препарата этопозида, это вызывает старение клеток, а если их лечить препаратом высокой концентрации (100 мкМ), это вызывает апоптоз. Для этого исследования они обрабатывали раковые клетки в трех различных условиях: A) без этопозида; Б) с низкой дозой этопозида (10 мкМ); и C) с высокой дозой этопозида (100 мкМ). Затем они использовали ДНК-микрочипы для идентификации генов, в которых можно было наблюдать повышение уровня транскрипции.Они предсказали, что гены, которые показали повышенную экспрессию в ответ на лечение B, в основном связаны со старением клеток, гены, экспрессируемые в ответ на C, в основном участвуют в апоптозе, а среди генов, которые специфически проявляют повышенную экспрессию в B по сравнению с C, будут гены которые играют важную роль в реализации клеточного старения.
Было обнаружено 126 генов, экспрессия которых в три раза выше при лечении B по сравнению с A, и 25 генов, которые показали вдвое большую экспрессию в B по сравнению с C. Ожидается, что эти 25 генов будут экспрессироваться специфически в стареющих клетках, поскольку другие факторы вызывают путем удаления повреждений ДНК, и исследователи подтвердили, что гены, вызывающие старение клеток, были среди них.Если мы сможем разработать лекарство, которое нацелено и регулирует активность генов, контролирующих старение, выявленных в этом исследовании, применяя его вместе с обычным противоопухолевым лечением, мы сможем ограничить появление стареющих клеток и потенциально повысить эффективность лечения рака. Кроме того, сообщалось, что одной из причин индивидуального старения является накопление стареющих клеток.
Это означает, что лекарства, которые контролируют старение клеток, могут иметь потенциально большие преимущества для разработки продуктов против старения, связанных со здоровьем и красотой.