ReSisTrace to przełomowa metoda śledzenia oporności komórek nowotworowych za pomocą genetycznych kodów kreskowych, ujawniająca, w jaki sposób niektóre komórki wymykają się leczeniu. Ta wiedza pozwala na opracowanie leków, które przywrócą oporne komórki do stanu, w którym będą mogły być skutecznie zwalczane przez istniejące terapie. Źródło: SciTechDaily.com

Znakując genetycznie komórki nowotworowe, ReSisTrace odkrywa istniejące wcześniej stany oporności, co prowadzi do terapii celowanych, które zapobiegają uchylaniu się od leczenia, oferując nową granicę w spersonalizowanej opiece onkologicznej.

W przypadku wielu nowotworów, takich jak rak jajnika, każda runda chemioterapii zabija większość komórek nowotworowych, a niewielka ich populacja przeżywa po leczeniu.

Etykietowanie komórek nowotworowych genetycznymi kodami kreskowymi

„W ReSisTrace znakujemy komórki nowotworowe w unikalny sposób genetycznymi kodami kreskowymi i pozwalamy im na jednokrotny podział, w wyniku czego otrzymujemy dwie identyczne komórki siostrzane, które mają ten sam kod kreskowy. Następnie analizujemy ekspresję genów w pojedynczych komórkach z połowy komórek przed leczeniem, podczas gdy drugą połowę leczymy chemioterapią lub inną metodą leczenia przeciwnowotworowego. Na podstawie komórek, które przeżyły, możemy zidentyfikować kody kreskowe komórek opornych. Korzystając z analizy ich siostrzanych komórek przed leczeniem, możemy odkryć, w jaki sposób komórki, które przeżyją leczenie, różnią się od komórek prewrażliwych, ujawniając w ten sposób istniejące wcześniej stany oporności” – mówi Jun Dai, doktorant w grupie Anny Vähärautio, która opracowali metodologię śledzenia komórek siostrzanych.

Odkrycie opornych stanów komórkowych

Metodę tę zastosowano do wykrycia stanów komórek opornych na chemioterapię, terapię celowaną lub odporność wrodzoną w surowiczym raku jajnika o wysokim stopniu złośliwości.

„Odkryliśmy, że geny związane z proteostazą i nadzorem mRNA są ważne w wyjaśnianiu istniejącej wcześniej oporności na leczenie. Co ciekawe, znaleźliśmy to DNA niedobór naprawy, który jest bardzo powszechny w przypadku raka jajnika, uwrażliwił te komórki nie tylko na chemioterapię i inhibitory PARP, ale także na zabijanie NK” – mówi Shuyu Zheng, doktorant z grupy Jing Tanga, który kierował analizą obliczeniową.

Przewidywanie i pokonywanie oporu

Laboratorium profesora nadzwyczajnego Jing Tanga wykorzystało następnie ujawnione zmiany w ekspresji genów do przewidzenia małych cząsteczek, które mogą zmienić stan komórek ze stanu opornego do stanu wrażliwego.

„Opracowaliśmy metodę obliczeniową, aby skorelować stany oporności ze zmianami ekspresji genów wywołanymi przez lek. W idealnej sytuacji, jeśli lek może odwrócić profile ekspresji genów w opornych komórkach, można go uznać za potencjalny środek pozwalający pokonać oporność” – mówi profesor nadzwyczajny Jing Tang, kierownik zespołu w programie badań onkologii systemowej na Uniwersytecie Helsińskim.

Naukowcy odkryli, że większość przewidywanych małych cząsteczek rzeczywiście zmieniła wzorce ekspresji genów komórek nowotworowych w kierunku stanów wrażliwych. Co najważniejsze, po dodaniu tych leków komórki nowotworowe były znacznie bardziej wrażliwe na karboplatynę, inhibitor PARP lub zabijanie NK, co ilustruje, że stany poprzedzające oporność zidentyfikowane za pomocą ReSisTrace były funkcjonalnie istotne i możliwe do ukierunkowania.

„Nasze nowatorskie podejście eksperymentalno-obliczeniowe naprawdę wykorzystuje możliwości omiki pojedynczych komórek i integracji danych farmakologicznych” – podsumowuje profesor nadzwyczajny Jing Tang.

Szerokie zastosowanie w leczeniu raka

„Opracowana przez nas metoda ujawnia cechy komórek, które w przyszłości staną się oporne na leczenie przeciwnowotworowe, poprzez połączenie stanu komórki i losu w procesie rozdzielania komórek siostrzanych. Ma szerokie zastosowanie w identyfikacji i ukierunkowaniu na istniejące wcześniej oporne stany komórek w przypadku różnych typów nowotworów, a także w przypadku różnych metod leczenia, w tym immunoterapii. Nasze podejście toruje drogę rozwojowi sekwencyjnych terapii przeciwnowotworowych, które mogą blokować oporność, zanim w ogóle się ona pojawi” – ​​podsumowuje Anna Vähärautio, K. Albin Johansson Cancer Research Fellow, Fundacja Fińskiego Instytutu Raka i liderka zespołu w programie badań onkologicznych systemów na Uniwersytecie Helsińskim.

Odniesienie: „Śledzenie pierwotnej oporności na raka poprzez komórki siostrzane” autorstwa Jun Dai, Shuyu Zheng, Matías M. Falco, Jie Bao, Johanna Eriksson, Sanna Pikkusaari, Sofia Forstén, Jing Jiang, Wenyu Wang, Luping Gao, Fernando Perez-Villatoro , Olli Dufva, Khalid Saeed, Yinyin Wang, Ali Amiryousefi, Anniina Färkkilä, Satu Mustjoki, Liisa Kauppi, Jing Tang i Anna Vähärautio, 7 lutego 2024 r., Komunikacja przyrodnicza.
DOI: 10.1038/s41467-024-45478-7