Naukowcy z Whitehead Institute for Biomedical Research wyhodowali raka w probówce
Sztucznie stwarzając ludzkie komórki nowotworowe, poznali sekret, który może doprowadzić do wynalezienia leku na raka. Eksperyment powiódł się po kilkudziesięciu latach bezskutecznych prób wpędzenia zdrowych komórek ludzkich w chorobę. Od ponad 20 lat naukowcy wiedzą, że rak to choroba genów: coś powoduje uszkodzenie DNA w jądrze komórki i sprawia, że zamiast dzielić się w sposób prawidłowy, zaczyna ona w ogromnym tempie wytwarzać swoje niezliczone kopie. Ciągle nie wiadomo, czym jest to "coś", wprowadzające chaos w komórkowym DNA.
Doktorowi Robertowi A. Weinbergowi, kierującemu grupą naukowców, która dokonała odkrycia, szesnaście lat zajęły próby wyhodowania raka w probówce. Uważa on, że udany eksperyment, przeprowadzony na genetycznie zmienionych komórkach, umożliwi zrozumienie zmian biochemicznych związanych z powstawaniem raka u ludzi. Eksperyment będzie też wyjątkowo przydatny w badaniach zaawansowanych etapów rozwoju guza, łącznie ze zmianami genetycznymi, które prowadzą do przerzutów.
Grupa Weinberga bada mechanizm uaktywniający gen telomerazy w komórkach nowotworowych. W 1983 r. naukowcy odkryli, że komórki myszy zmieniają się ze zdrowych w chore, gdy wprowadzi się do nich pewne dwa zmutowane geny. Kiedy jednak próbowali przeprowadzić to samo doświadczenie na komórkach człowieka, eksperymenty się nie udawały. "Zastanawialiśmy się, co szczególnego mają w sobie komórki myszy, że tak łatwo można je było przeobrażać. W pewnym momencie zaczęliśmy podejrzewać, że może to być związane z obecnością enzy- mu telomerazy" - wyjaśniał w wywiadzie udzielonym telewizji CNN dr William C. Hahn, współpracownik Weinberga, onkolog w Dana-Farber Cancer Institute. Od tamtego czasu ustalono, że komórki mysie istotnie różnią się od ludzkich: mają wyższy poziom enzymu telomerazy. Enzym ten powstrzymuje postępujące z każdorazowym podziałem komórkowym skracanie telomerów, które znajdują się na końcach chromosomów. Pozwala on złośliwym komórkom dzielić się w nieskończoność. Skracanie telomerów jest częścią procesu starzenia się komórki. Ponieważ komórki nowotworowe dzielą się bez przerwy, badacze doszli do wniosku, że upodabniając komórki ludzkie do mysich, uzyskaliby komórki rakowe. Mieli rację. Dwa lata temu
Mechanizm uaktywniający gen telomerazy może być kluczem do rozwiązania zagadki powstawania raka
grupa Weinberga i inni badacze zidentyfikowali kody genetyczne ludzkiej telomerazy. Gdy gen telomerazy zostanie "włączony", komórki kontynuują wzrost i podział w nieskończoność. Co ciekawe, u ludzi gen telomerazy jest "wyłączany" w większości normalnych komórek i "włączany" w chorych. Ale komórki myszy są inne. Ich gen telomerazy jest zawsze aktywny. "Kolejne pytanie, jakie sobie zadaliśmy, dotyczyło tego, czy telomeraza jest aktywna w komórkach rakowych dlatego, że potrzebują one tego enzymu, aby się rozwijać, czy jedynie znajduje się tam przypadkowo" - tłumaczył Hahn. Aby przetworzyć zdrowe komórki na nowotworowe, badacze dokonali zmiany aktywności trzech genów występujących w komórkach. Gdy takie geny zostają zmienione przez czynniki genetyczne lub środowiskowe, wywołują nie kontrolowany podział komórki. Do tkanki łącznej i komórek nerki naukowcy wprowadzili więc kolejno trzy zmutowane geny. Jeden z nich sprawia, że komórka zaczyna się w ogromnym tempie dzielić, inny blokuje substancje odpowiedzialne za kontrolowanie jej nadmiernego podziału, a trzeci wzmaga wytwarzanie telomerazy dającej komórkom "nieśmiertelność". Najpierw stworzyli komórki z dwoma współdziałającymi onkogenami. Odkryli, że komórki zawierające jedynie dwa z trzech genów zmieniały wygląd, lecz nie przekształcały się w komórki rakowe. Te, do których dodatkowo wprowadzono gen telomerazy, rozwijały się w nowotwory. Enzym telomerazy okazał się bardziej znaczący w procesie powstawania raka, niż dotychczas przypuszczano. "Pierwszy ważny wniosek, jaki w związku z tym wyciągnęliśmy: istnieje skończona liczba zmian komórkowych, różniących komórki rakowe od zdrowych. Rozwój nowotworu jest więc skończonym procesem" - dodaje dr Hahn. Badając nowotwory, naukowcy potrafią dokładnie ustalić, które geny sprawiają, że atakowane są sąsiednie tkanki. Komórki rakowe stworzone w laboratorium Weinberga nie są przerzutowe, ale posłużą za użyteczną podstawę w badaniach nad przerzutami.
Czy w probówce komórki zachowują się tak samo jak w organizmie? Nie wiadomo, gdyż nie prowadzono takich eksperymentów na ludziach. Zrozumienie procesów, które prowadzą do przekształcenia się zdrowych komórek w nowotworowe, zbliża naukowców do wynalezienia skutecznych - innych niż chemioterapia i naświetlania promieniowaniem - metod leczenia raka. Weinberg zakłada, że skoro jego eksperymenty powiodły się, jest bardzo prawdopodobne, iż skomplikowana choroba, jaką jest nowotwór, może mieć prostą przyczynę. Jej zidentyfikowanie byłoby największym sukcesem.
Doktorowi Robertowi A. Weinbergowi, kierującemu grupą naukowców, która dokonała odkrycia, szesnaście lat zajęły próby wyhodowania raka w probówce. Uważa on, że udany eksperyment, przeprowadzony na genetycznie zmienionych komórkach, umożliwi zrozumienie zmian biochemicznych związanych z powstawaniem raka u ludzi. Eksperyment będzie też wyjątkowo przydatny w badaniach zaawansowanych etapów rozwoju guza, łącznie ze zmianami genetycznymi, które prowadzą do przerzutów.
Grupa Weinberga bada mechanizm uaktywniający gen telomerazy w komórkach nowotworowych. W 1983 r. naukowcy odkryli, że komórki myszy zmieniają się ze zdrowych w chore, gdy wprowadzi się do nich pewne dwa zmutowane geny. Kiedy jednak próbowali przeprowadzić to samo doświadczenie na komórkach człowieka, eksperymenty się nie udawały. "Zastanawialiśmy się, co szczególnego mają w sobie komórki myszy, że tak łatwo można je było przeobrażać. W pewnym momencie zaczęliśmy podejrzewać, że może to być związane z obecnością enzy- mu telomerazy" - wyjaśniał w wywiadzie udzielonym telewizji CNN dr William C. Hahn, współpracownik Weinberga, onkolog w Dana-Farber Cancer Institute. Od tamtego czasu ustalono, że komórki mysie istotnie różnią się od ludzkich: mają wyższy poziom enzymu telomerazy. Enzym ten powstrzymuje postępujące z każdorazowym podziałem komórkowym skracanie telomerów, które znajdują się na końcach chromosomów. Pozwala on złośliwym komórkom dzielić się w nieskończoność. Skracanie telomerów jest częścią procesu starzenia się komórki. Ponieważ komórki nowotworowe dzielą się bez przerwy, badacze doszli do wniosku, że upodabniając komórki ludzkie do mysich, uzyskaliby komórki rakowe. Mieli rację. Dwa lata temu
Mechanizm uaktywniający gen telomerazy może być kluczem do rozwiązania zagadki powstawania raka
grupa Weinberga i inni badacze zidentyfikowali kody genetyczne ludzkiej telomerazy. Gdy gen telomerazy zostanie "włączony", komórki kontynuują wzrost i podział w nieskończoność. Co ciekawe, u ludzi gen telomerazy jest "wyłączany" w większości normalnych komórek i "włączany" w chorych. Ale komórki myszy są inne. Ich gen telomerazy jest zawsze aktywny. "Kolejne pytanie, jakie sobie zadaliśmy, dotyczyło tego, czy telomeraza jest aktywna w komórkach rakowych dlatego, że potrzebują one tego enzymu, aby się rozwijać, czy jedynie znajduje się tam przypadkowo" - tłumaczył Hahn. Aby przetworzyć zdrowe komórki na nowotworowe, badacze dokonali zmiany aktywności trzech genów występujących w komórkach. Gdy takie geny zostają zmienione przez czynniki genetyczne lub środowiskowe, wywołują nie kontrolowany podział komórki. Do tkanki łącznej i komórek nerki naukowcy wprowadzili więc kolejno trzy zmutowane geny. Jeden z nich sprawia, że komórka zaczyna się w ogromnym tempie dzielić, inny blokuje substancje odpowiedzialne za kontrolowanie jej nadmiernego podziału, a trzeci wzmaga wytwarzanie telomerazy dającej komórkom "nieśmiertelność". Najpierw stworzyli komórki z dwoma współdziałającymi onkogenami. Odkryli, że komórki zawierające jedynie dwa z trzech genów zmieniały wygląd, lecz nie przekształcały się w komórki rakowe. Te, do których dodatkowo wprowadzono gen telomerazy, rozwijały się w nowotwory. Enzym telomerazy okazał się bardziej znaczący w procesie powstawania raka, niż dotychczas przypuszczano. "Pierwszy ważny wniosek, jaki w związku z tym wyciągnęliśmy: istnieje skończona liczba zmian komórkowych, różniących komórki rakowe od zdrowych. Rozwój nowotworu jest więc skończonym procesem" - dodaje dr Hahn. Badając nowotwory, naukowcy potrafią dokładnie ustalić, które geny sprawiają, że atakowane są sąsiednie tkanki. Komórki rakowe stworzone w laboratorium Weinberga nie są przerzutowe, ale posłużą za użyteczną podstawę w badaniach nad przerzutami.
Czy w probówce komórki zachowują się tak samo jak w organizmie? Nie wiadomo, gdyż nie prowadzono takich eksperymentów na ludziach. Zrozumienie procesów, które prowadzą do przekształcenia się zdrowych komórek w nowotworowe, zbliża naukowców do wynalezienia skutecznych - innych niż chemioterapia i naświetlania promieniowaniem - metod leczenia raka. Weinberg zakłada, że skoro jego eksperymenty powiodły się, jest bardzo prawdopodobne, iż skomplikowana choroba, jaką jest nowotwór, może mieć prostą przyczynę. Jej zidentyfikowanie byłoby największym sukcesem.
Więcej możesz przeczytać w 37/1999 wydaniu tygodnika Wprost .
Archiwalne wydania tygodnika Wprost dostępne są w specjalnej ofercie WPROST PREMIUM oraz we wszystkich e-kioskach i w aplikacjach mobilnych App Store i Google Play.