Интернациональная группа ученых, под руководством Константина Попадьина - профессора Института живых систем БФУ им. И. Канта и старшего ученого Федерального Политехнического Университета Лозанны - обнаружила способ быстрого выявления потенциально опасных клеток, которые, быстро делясь, могут вызвать рак (или раковые метастазы).
Результаты исследований можно прочить в БиоАрхиве.
«Исследования начались с того, что мы попытались разобраться в мутациях, происходящих в ДНК митохондрий, - рассказывает Константин. - Следует отметить, что у митохондрий, которые есть в каждой нашей клетке, свой отдельный геном, серьезно отличающийся от нашего основного, ядерного, генома. Во-первых, митохондриальный геном наследуется только по материнской линии, во-вторых, у него очень много копий, а, в-третьих, он довольно быстро мутирует - примерно в десять раз быстрее ядерного генома. И, благодаря этим особенностям, митохондрии являются своеобразным маркером развития клеточных линий. Проще говоря, наблюдая за митохондриями, мы можем сделать вывод от какой конкретной клетки произошли остальные клетки той или иной ткани в нашем теле. Эта связь уже достаточно давно была прослежена, но мы решили пойти дальше и проверить - имеют ли отношения митохондриальные мутации к функциональным особенностям тканей».
По словам Константина, в процессе исследования разных видов пораженных раками тканей, выяснилось, что в медленно делящихся клетках из 12 возможных видов превращения одного нуклеотида в другой (из A в Т, из А в Г, из А в Ц, из Т в А и восемь других возможных замещений) значительно преобладает вид мутации, при которой нуклеотид А замещается нуклеотидом Г.
«Получается, что мутации «из А в Г» маркируют долгоживущие клетки. Нас это удивило, и мы решили продолжить исследование на другом уровне - стали анализировать мутагенез митохондрий яйцеклеток: женщин, родивших, условно говоря, в 20 и в 40 лет , - продолжает Попадьин. Поскольку яйцеклетки не делятся после эмбрионального развития, возраст оплодотворения женщины (возраст рождения ребенка) равен возрасту яйцеклетки. Выяснилось, что в случае 40-летних матерей в митохондриях значительно превалируют мутации по типу «из А в Г». То есть, с возрастом яйцеклетки накапливают мутации и преимущественно «из А в Г».
На следующем этапе ученые исследовали мутации митохондрий разных животных. В частности - мышей, слонов и китов. У двух последних видов продолжительность жизни яйцеклеток очень долгая (десятки лет). Поразительно, но в митохондриях слонов и китов обнаружилось преобладание мутации, когда нуклеотид А замещается нуклеотидом Г.
«И когда мы получили результаты исследований на трёх разных уровнях, сделали вывод, что открыли правила мутирования митохондрий, - поясняет исследователь. - Если клетка делится медленно, то у неё будет много мутаций из А в Г. Можно сказать, что внутри нас работает своего рода счетчик, который показывает как долго жила клетка, - Пока до конца не ясен химический механизм превращения нуклеотида А в нуклеотид Г (некоторые гипотезы авторы проверяют в данный момент) но очевидно, что такой «митохондриальный счетчик» можно использовать для ранней диагностики рака».
«Теоретически возможно исследовать отдельные клетки из ткани и по количеству мутаций «из А в Г» определить потенциально наиболее опасную клетку (с минимальным количеством мутаций «из А в Г»), чье быстрое деление способно вызвать рак или метастаз. А раз мы можем её найти, значит в будущем найдется способ быстро её нейтрализовать», - уверен ученый.