Головна |
« Попередня | Наступна » | |
Білковий чіп для діагностики ракових клітин первинної пухлини і мікрометастазів по сироватці крові пацієнта |
||
Ракова клітина відрізняється від нормальної клітини того ж типу за складом синтезованих нею білків. Ці білки - продукт «поломок» в генетичному матеріалі нормальної клітини, які перетворили її на ракову. Наявність їх - ознака того, що ген або гени, що викликає переродження нормальної клітини, почав свою руйнівну роботу. Так як ці білки з ракових клітин, то це білки-маркери. За наявністю їх у сироватці крові від пацієнта виявляють у нього рак. На поверхні нормальної клітини будь-якого типу є білки: 1) білки-рецептори і 2) білки-маркери. Наші знання про них дуже мізерні, так як протеоміка лише робить початок. Нам важливо знати які це білки, чим відрізняються в кожному типі нормальної клітини, яка просторова структура молекул цих білків. Це ж треба знати і в ракової клітки різного типу і в чому різниця між нормальною клітиною і ракової того ж типу. У багатоклітинних організмі нормальні клітини ідентифікують один одного і передають повідомлення за допомогою білків-рецепторів. Ці рецептори діють як хімічні «прапори» для зв'язку з іншими клітинами або як хімічні «ворота», контролюючі надходження в клітину молекул ззовні. Внутрішня частина молекули-рецептора часто представлена ферментом - тирозинкінази. Від неї сигнал ззовні через білки цитоплазми в кінцевому рахунку досягає ядра клітини і вона дає відповідь - поділ, секреція білка і т.д. Інший шлях передачі сигналу від білка-рецептора в ядро клітини - через універсальний G-білок. Дефекти в білку-рецепторі або в G-білку через мутацій в їхніх генах ведуть до численних хвороб, у тому числі, до перетворення нормальної клітини в ракову . Тому важливо знати просторову структуру білків рецепторів або G-білків в нормальній клітині кожного типу, а також при будь-якій хворобі. На клітці кожного типу - свої білки-маркери. Вони, як і білки-рецептори, - продукт генів цієї клітини. Для кожної хвороби на поверхні її клітин - характерні цієї хвороби, білки-маркери. В даний час кожен знову відкритий ген і білок перевіряється на здатність бути маркером. Критерій оцінки загальний, і його дав акад. Г.І. Абелевий (2003): «Якщо в нормальній клітині нового гена або білка немає, а в дефектної, зокрема, ракової присутній, то він вже явний претендент, щоб стати маркером». При будь-якої хвороби гени-маркери і білки-маркери - завжди строго специфічні. Звідси: діагноз хвороби по виявленню у пацієнта таких маркерів - точний. Відносно раку ситуація важка: тут гени-маркери - строго специфічні, а відомі білки-маркери, тобто антигени на ракових клітинах не завжди строго специфічні. Специфічним білком-маркером ракової клітини може бути лише той білок, який синтезується в ракової клітки, але не синтезується в нормальній клітині того ж типу. Справа в тому, що ракова клітина - це як би повернення за ступенем її диференціювання до ембріонального періоду. Тому ракова клітина знову починає секретувати ембріональні антигени; їх в нормальній клітині немає, або їх зміст менше. Поки специфічні антигени в ракових клітинах вченим виділити не вдалося, і таких антигенів швидше за все немає. А в цьому криються всі проблеми створення вакцини від раку: лікувальної і, тим більше, профілактичної. На запитання кореспондента акад. Г.І. Абелевий відповів: «Ні, такого маркера поки не існує. Думаю, що він навряд чи і з'явиться ». Він далі сказав про іншому напрямку пошуку маркерів ракових клітин - з аналізу складу інформаційної РНК, тобто копій генів у цих клітинах. «Ні? Ворога? в чистому вигляді », - так хтось сказав про відомих вже, але не-специфічних білках-маркерах ракової клітини. Усього таких маркерів близько 10 - для раку простати, молочної залози, печінки та ін Їх використовують на основі того, що синтез такого білка-маркера в нормальній клітині набагато менше, ніж в ракової клітки цієї тканини , через слабку експресії гена цього білка. Такі маркери важливі для: 1) встановлення попереднього діагнозу раку з підвищення кількості даної речовини в крові пацієнта в неськолко десятків разів у порівнянні з нормою; в такому випадку необхідна прицільна перевірка того чи іншого органу кількома різними аналізами , і з'ясувати, скільки з них змінено, включаючи при необхідності біопсію з тканини; 2) для виявлення раннього рецидиву раку і ступеня адекватності методів лікування раку у конкретного пацієнта. Але тепер для такої діагностики ракових клітин у пацієнта вчені виявили цілий ряд нових білків-маркерів в ракових клітинах будь-якого типу. Відкриття таких маркерів в світі відбувається дуже швидкими темпами. Такі білки-маркери дуже цінні, тому що вони практично в «чистому» вигляді. Вся цінність їх, на відміну від названих, в тому, що гени цих білків-маркерів "включаються" в дорослому організмі, але тільки в ракових клітинах, а в нормальних клітинах ці гени - «мовчать» . Тобто, в нормальних клітинах цей білок не синтезується. Причина «включення» генів - деметилювання CpG-острівців у промоторах цих генів ферментом - деметілазу. 1. Фермент ДНК-метилтрансфераза 1. Цей фермент хімічно модифікує гени - приєднує метильние групи до цитозину (C), за яким розташований гуанін (G) в промоторі гена. Це пригнічує експресію гена. Якщо це буде ген-супресор, то це сприяє перетворенню нормальної клітини в ракову. Різке підвищення експресії цього ферменту в клітці - ознака передраковій і ракової клітини. Таке підвищення вмісту ферменту в сироватці крові від пацієнта в порівнянні з нормою, можна використовувати для діагностики за допомогою білкового чіпа ракових клітин. Блокада ДНК-метилтрансферази 1 в клітці попереджає або знімає репресію генів-супресорів, що перешкоджає перетворенню нормальної клітини в ракову. 2. Метил-ДНК-зв'язуючі білки. Після приєднання метильних груп до CpG-острівців промотора генів вступають в дію метил-ДНК-зв'язуючі білки. Вони зв'язуються з ділянкою метилування промотора гена і пригнічують експресію гена. А.В. Прохорчук (2005) і американські колеги зайняті дослідженням одного з таких білків - білок Каізо. Вчені виміряли рівень експресії гена білка Каізо в клітинах раку різного типу від людини. Він виявився «в десятки разів вище», ніж у нормальних клітинах того ж типу. На думку вчених, це можна використовувати для ранньої діагностики ракових клітин, а ген білка може стати «геном-маркером і вказати на характеристики раку». Для знищення ракових клітин вчені планують створити химерний Каізо білок, який би не пригнічував, а посилював експресію генів-супресорів ракової клітини. А.В. Прохорчук - керівник проекту - зазначає, що на цьому шляху «кроятся підводні камені. Потрібно змусити химерний Каізо працювати тільки на благо, тобто активувати тільки гени-супресори ракової клітини, але не інші метиловані гени. Над цим ми зараз і працюємо ». Кінцева мета досліджень цих вчених - «вивчити можливість використання білка Каізо як мішені для спрямованої протиракової терапії». 3. Білок Mts 1 - продукт гена mts 1. Він відкритий акад. Г.П. Георгиевим і його групою (1999). Він створює властивість інвазії ракової клітини різного типу. Білок синтезується в ракових клітинах, а в більшості нормальних клітин синтезу його немає, так як його ген mts 1 «мовчить» через метилування його промотора. Виявлення підвищеної експресії цього білка в сироватці крові вказує на наявність метастазів ракових клітин в організмі пацієнта. Зв'язування цього білка в ракових клітинах пригнічує метастатичний фенотип ракових клітин. 4. Білки JD-1 і JD-3 та їх гени. Вони відкриті проф. Р. Бенезра (1999) і його групою. Ці білки викликають ангіогенез і лімфангіогенез у вузлику з ракових клітин з розміру його в 1-2 мм в діаметрі в тканини різних органів, що перешкоджає відмирання ракових клітин. У нормальних клітинах дорослого організму гени цих білків - «мовчать», так як також їх промотори метиловані. Блокада білків цих генів пригнічує мікрометастази в тканинах. 5. Фермент теломераза. Він робить ракову клітину безсмертної шляхом відновлення довжини теломер ракової клітини перед кожним її поділом. У нормальній клітці у дорослої людини ген цього білка «мовчить», - немає і теломерази. Ген цього ферменту «включений» деметилюванню його промотора в ракової клітці. У нормі він експресується також у статевих клітинах. За різкого підвищення кількості ферменту в сироватці крові в порівнянні з нормою, його можна використовувати для самої ранньої діагностики ракової клітини будь-якого типу в організмі пацієнта. Тепер вчені з США на основі цього ферменту створили вакцину від раку будь-якого типу клітини. 6. Білок під кодовою назвою «5Т4». Він відкритий проф. П. Стерн з колегами в Британії. Виявилося, що саме цей білок «маскує» білки-антигени на поверхні ракової клітини лю-бого типу від Т-клітин імунної системи організму людини. Цей білок синтезується в стовбурових клітинах ембріона людини і необхідний для його розвитку. Дуже приємно те, що в дорослому організмі цей білок синтезується тільки в ракових клітинах будь-якого типу клітини і мається на їх поверхні. Ген цього білка в нормальних клітинах також «мовчить». Цей білок дозволяє раковим клітинам «вислизати» від впливу імунної системи пацієнта і поширюються цим клітинам по всьому організму без кінця і кордонів. На основі білка «5Т4» вчені розробили вакцину - «Чарівна Куля», і вже ведуться її випробування на добровольцях, які страждають від раку. 7. Циклін і циклин-залежна кіназа. У ракової клітки будь-якого типу надлишкова експресія цих молекул-білків-регуляторів клітинного циклу. По аналізу змісту цих білків в сироватці крові від пацієнта можна виявити ці білки, а, значить, і їх носіїв - ракові клітини. Протеоміка - наука про білки, здатна за ряд років відкрити протеом нормальної клітини кожного типу, а також ракових клітин у людини. Будуть відомі білки-рецептори і білки-маркери ракових клітин різного типу. Тоді за допомогою білкового чіпа або мікроматріци буде можливо проводити ранню діагностику ракових клітин по цих білків в сироватці крові від пацієнта. Будуть діагностуватися: 1) ракова клітина і її близькі нащадки первинного вогнища раку; 2) мікрометастази ракових клітин по білках властивості інвазії цих клітин. Ми вже знаємо, що структура білкового мікрочіпа принципово не відрізняється від ДНК-чіпа: пластинка площею в 1 см2 або трохи більше зі скла або пластику. На ній у строгому порядку фіксовані тривимірні комірки з гелю, кожна осередок - діаметром не більше 100 мікрон. У кожну клітинку поміщається відома досліднику молекула-зонд. В якості молекул-проб буде досліджувана рідина - сироватка крові від пацієнта. Молекула-зонд здатна вибірково зв'язуватися з молекулою-пробою, що міститься в досліджуваній сироватці, якщо вона комплементарна за структурою молекулі-зонду. Залежно від виду молекули-зонда може бути кілька варіантів білкового чіпа для діагностики ракових клітин за зразком сироватки крові від пацієнта: 1. Моноклональних антитіл (МКА) на чіпі - пошук білка-маркера ракової клітини в сироватці крові. 2. Моноклональних Т-клітинний рецептор (мТКР) на чіпі - пошук білка-маркера ракової клітини в сироватці крові. 4. МКА на чіпі - пошук білка-рецептора ракової клітини в сироватці крові. 5. мТКР на чіпі - пошук ферменту ракової клітини в сироватці крові. 6. Білок-рецептор ракової клітини на чіпі - пошук антитіл до нього в сиво Ротко крові. 7. Білок-маркер ракової клітини на чіпі - пошук антитіл до нього в сироватці крові. Ми привели схему пошуку ракових клітин в організмі пацієнта по білках, викладеним у пунктах 1-7 цього розділу, за допомогою білкового чіпа. Кожен з цих білків є маркером для ранньої діагностики ракових клітин по сироватці крові від пацієнта, а також мішенню для ліків і засобів з метою знищення ракових клітин. |
||
« Попередня | Наступна » | |
|
||
Інформація, релевантна "Білковий чіп для діагностики ракових клітин первинної пухлини і мікрометастазів по сироватці крові пацієнта" |
||
|