Прорив у лікуванні раку: вчені розповіли, яка істота допомогла зробити відкриття
Мікроскопічні істоти, відомі як тихоходки, вражають своєю надзвичайною живучістю. Науковці встановили, що їхня здатність витримувати екстремальні умови, включно з радіацією, приховувалася в унікальному білку Dsup (Damage suppressor), який захищає ДНК від ушкоджень, що може мати проривне значення для медицини, зокрема у боротьбі з онкологічними та серцево-судинними захворюваннями.
Як повідомляє видання ScienceAlert, ці істоти здатні виживати майже в будь-яких умовах: у киплячій воді, крижаному холоді та під нищівним тиском. Вони є єдиним відомим організмом, що виживали у відкритому космосі.
Тихоходки також переносять дози радіації у десятки й сотні разів вищі за ті, які здатні витримати людські клітини. У 2016 році дослідники розкрили один із секретів тихоходок: виявили ген із послідовністю, не схожою на жодну іншу відому в природі, який кодує білок, притаманний лише цим істотам.
"Коли його ввели в клітини людини, ті стали стійкішими до радіації. Білок назвали "супресор пошкоджень", або Dsup (Damage suppressor), адже він допомагає захищати ДНК, основу життя, від ушкоджень", — зазначає видання.
Відтоді наукові групи намагаються зрозуміти, як саме працює Dsup. Біохіміки, які вивчають цей білок, прагнуть розкрити принцип його дії й одного дня використати отримані знання для створення методів лікування, які оберігатимуть людські клітини від пошкодження ДНК.
Як Dsup захищає ДНК тихоходок
Запропоновано кілька пояснень дивовижної здатності Dsup охороняти ДНК від радіації. Рівень їх експериментального підтвердження різний, тож єдиного загальноприйнятого механізму поки немає.
У нещодавній роботі вчені показали, що Dsup міцно й широко взаємодіє з ДНК: не з одним фрагментом, а вздовж майже всієї молекули. Цей білок не має сталої просторової структури — радше поводиться, як "спагеті у воді": постійно рухається, згинається й набирає різних форм. Коли він зв’язується з ДНК, подвійна спіраль трохи "розстібається", ніби блискавка. Таке м’яке розплітання може робити ДНК менш вразливою до ушкоджень під дією радіації.
Інші дослідники вважають, що Dsup працює як щит: ніби вкриває ДНК і фізично екранує частину випромінювання. Є й гіпотеза, що Dsup підсилює внутрішньоклітинні механізми відновлення ДНК, дозволяючи швидко усувати ушкодження, перш ніж вони спричинять шкідливі наслідки.
Ймовірно, кілька механізмів діють одночасно. Оскільки Dsup захищає і від різних типів радіації, і від токсичних побічних продуктів, які виникають унаслідок радіаційного ураження, цілком можливо, що цей загадковий білок має кілька функцій.
Розуміння Dsup може одного дня допомогти людям краще захищати власні клітини — додавши часточку надзвичайної витривалості тихоходок до арсеналу медицини.
Медичний потенціал Dsup
Науковці вивчають можливість застосування Dsup у медицині, насамперед там, де пошкодження ДНК відіграє ключову роль. Оскільки майже всі види раку пов’язані з ушкодженням ДНК, є надія, що Dsup — або терапії, створені за його зразком — зможуть запобігати переродженню клітин у ракові. Він також може захищати здорові тканини під час променевої чи хіміотерапії, які працюють через ушкодження ДНК, але часто шкодять і нормальним клітинам.
"Потенціал Dsup виходить далеко за межі онкології. Під час інсультів і серцевих нападів у тканинах органів відбуваються сплески оксидативного стресу — хімічних процесів, що сильно пошкоджують ДНК. Якщо Dsup здатен убезпечити ДНК у ці критичні моменти, він може зменшити ушкодження клітин і потенційно полегшити перебіг хвороби та її наслідки", — наголошує видання.
Ранні дослідження на тваринах уже демонструють підбадьорливі результати: ссавці можуть виробляти Dsup і отримувати подібний захисний ефект. В одному експерименті мишам ввели мРНК (технологія, подібна до тієї, що застосовується в мРНК-вакцинах проти COVID-19), яка містила інструкції для синтезу Dsup. Після опромінення високими дозами радіації у тварин, що продукували Dsup, зафіксували суттєво менше ушкоджень ДНК, ніж у контрольної групи. Це свідчить про реальну захисну силу Dsup у живих організмів.
Тож розкриття механізмів дії Dsup і подальша розробка терапій на базі цього білка можуть відкрити шлях до нових методів захисту клітин людини — від онкологічного лікування до допомоги при серцево-судинних катастрофах — без зміни викладених вище фактів.
Нагадаємо, раніше видання Earth.com повідомляло, що тривале перебування людини у космосі впливає на її імунітет. Впродовж десятиліть астронавти повідомляли про різні проблеми зі здоров'ям після космічних польотів.