Podstawa naukowa potrzebna do pracy nad wyleczeniem klasy mutacji powodujących raka jest tutaj, w postaci narzędzia z Św. Juda Dziecięcy Szpital Badawczy. Biolodzy obliczeniowi w Św. Juda kompleksowo sklasyfikowali i zidentyfikowali mechanizm leżący u podstaw fuzji onkogennych w dziecięcych komórkach nowotworowych. Fuzje onkogenne to mutacje, które napędzają raka. Naukowcy wykazali, że celowanie w nie za pomocą narzędzi do edycji genomu, takich jak CRISPR, może potencjalnie wyleczyć niektóre nowotwory. Wyniki opublikowano dzisiaj w Komunikacja natury.

Przez dziesięciolecia onkolodzy obserwowali mutacje, które łączą dwa geny, w wyniku czego powstaje białko hybrydowe, które napędza raka (onkogeny fuzyjne i onkoproteiny fuzyjne). Celowanie w fuzje za pomocą leków okazało się pewnym sukcesem, ponieważ rozwój komórek nowotworowych zależy od białek fuzyjnych. Jednak to podejście było nękane trudnościami wynikającymi częściowo z braku zrozumienia, jak działają fuzje i skutki uboczne terapii.

„Stworzyliśmy coś podobnego do układu okresowego pierwiastków w chemii dla typów fuzji onkogennych” – powiedział starszy i współodpowiedzialny autor Xiaotu Ma, Ph.D. Św. Juda Zakład Biologii Obliczeniowej. „Katalogując podstawowe mechanizmy, daliśmy innym naukowcom możliwość bardziej szczegółowego badania fuzji”.

„Obecnie wiadomo, że onkoproteiny fuzyjne są przyczyną wielu nowotworów u dzieci” — powiedział współautor, dr n. med. Jeffery Klco, Św. Juda Katedra Patologii. „Laboratorium Ma kompleksowo scharakteryzowało pełne spektrum fuzji onkogennych w nowotworach wieku dziecięcego, zapewniając społeczności bogaty zasób, który można wydobywać w celu opracowania bardziej prognostycznych testów klinicznych, a także zasugerował potencjalne strategie terapeutyczne dla niektórych typów nowotworów. To będzie niezwykle wpływowe badanie”.

Dowód na to, że edycja genomu może leczyć fuzje onkogenne

Problemem wielu nowotworów powodowanych przez fuzje onkogenne jest to, że nie można ich leczyć istniejącymi lekami. Dzieje się tak zazwyczaj dlatego, że jedno lub oba normalne białka utworzone przez zhybrydyzowane geny są niezbędne w zdrowych komórkach. Zatem odurzanie białka fuzyjnego szkodzi również zdrowym komórkom, powodując poważne skutki uboczne.

Ale nowy Św. Juda narzędzie kładzie podwaliny pod wykorzystanie edycji genomu do leczenia raka. Mutacje powodujące fuzję genów występują tylko w komórkach nowotworowych. Oznacza to, że wysoce specyficzne narzędzie inżynierii genetycznej, takie jak system CRISPR-Cas9, może selektywnie wycinać gen fuzyjny w komórkach nowotworowych – usuwając ich zdolność do wytwarzania białka hybrydowego, co prowadzi do wyleczenia.

„Specyficzna sekwencja genu fuzyjnego istnieje tylko w komórkach nowotworowych” – powiedział pierwszy autor, dr Yanling Liu, Św. Juda Zakład Biologii Obliczeniowej. „Nie atakowałby żadnych normalnych komórek. Użyliśmy CRISPR-Cas9 do zakłócenia alleli specyficznych dla fuzji w dwóch liniach komórek nowotworowych i zabiliśmy je”.

„Byliśmy w stanie zademonstrować potencjał terapeutyczny edycji genomu przy użyciu CRISPR-Cas9 i modeli linii komórek nowotworowych in vitro” – powiedziała współautorka, dr Shondra Pruett-Miller, Św. Juda Dyrektor Centrum Zaawansowanej Inżynierii Genomu. „Uważamy, że to tylko wierzchołek góry lodowej, jeśli chodzi o to, w jaki sposób możemy wykorzystać moc edycji genomu, aby celować w te onkofuzje”.