Mezinárodní tým s českou účastí objevil v molekule DNA uvnitř nádorových buněk místa a procesy, které mohou pomoci s účinky protinádorových léků.
Výsledky podle vědců přispějí k lepšímu pochopení mechanismu účinku léčiv, takzvaných PARP inhibitorů – tyto léky umí zabíjet některé typy rakovinných buněk. Výzkum může také přispět k novým způsobům léčby nádorů. Studii vydal odborný časopis Nature Structural and Molecular Biology.
Tajemství zdraví i nemocí se skrývá v DNA
DNA neboli deoxyribonukleová kyselina je nositelkou genetické informace a předurčuje správné dělení buněk a přežití organismu. Její přesné kopírování stejně jako zachování celistvosti podle vědců musí být přísně kontrolovaný proces a v případě nesrovnalostí je nutné, aby v těle nastala rychlá oprava.
DNA je dvouvláknová molekula, při jejímž kopírování vznikají dvě dvoušroubovice, které mají vždy jeden řetězec z původní molekuly a jeden nově vytvořený. Zatímco jedno vlákno je kopírované jednoduše v přímém směru a vzniká nová identická DNA dvoušroubovice, druhé vlákno je kopírováno v protisměru po krátkých úsecích – takzvaných Okazakiho fragmenetech. Těch během kopírování lidské DNA, tedy jednoho buněčného dělení, vznikne 30 až 50 milionů. Přesné spojení milionů DNA fragmentů je pak zásadní pro zachování celistvosti dceřiného vlákna DNA a správné fungování buňky v lidském těle.
DNA potřebuje opravu
Tým vedený Hanou Hanzlíkovou z Ústavu molekulární genetiky AV (ÚMG) a Keithem Caldecottem z jihoanglické Sussexské univerzity už dříve zjistil, že i když je proces spojování úseků DNA při kopírování vysoce efektivní, není stoprocentní. Vědci objevili, že při přirozeném dělení buněk je nutné opravit až desetitisíce nespojených Okazakiho fragmentů. Místa, která potřebují opravu, přitom bývají rozpoznána enzymy z rodiny PARP.
Ty podle vědců hrají významnou roli i v jiném životně důležitém procesu – opravě zlomů vláken DNA, které vznikají třeba v důsledku ionizujícího záření. Právě na proteiny PARP odborníci také už delší dobu cílí celou skupinu látek zvaných PARP inhibitory. Tyto látky se využívají k léčbě nádorů prsu, vaječníků a prostaty. Podle expertů jsou ale povaha a původ struktur DNA, na kterých jsou enzymy PARP těmito inhibitory zachyceny, zatím nejasné.
Členka vědeckého týmu Hana Hanzlíková uvedla, že nejnovější poznatky týmu ukazují, že PARP inhibitory brání spojování krátkých úseků DNA během kopírování DNA v buňce. Dalším zjištěním podle vědkyně je, že meziprodukty nespojených Okazakiho fragmentů jsou pravděpodobně hlavním zdrojem cytotoxicity v rychle se dělících nádorových buňkách – tedy schopnosti ničit buňky.
„Výsledky mohou přispět k lepšímu pochopení role PARP inhibitorů v léčbě nádorů a napomoci vývoji účinnějších léčiv tohoto typu,“ shrnula Hanzlíková, která se tématem podrobně zabývá od roku 2015 a na ÚMG vede oddělení dynamiky genomu.
Vědkyně uvedla, že pro nynější výzkum bylo zásadní využití elektronové mikroskopie. Díky ní se totiž týmu podařilo zobrazit dělící se molekulu DNA. „Toto umí jen pár laboratoří na celém světě,“ zdůraznila Hanzlíková. Laboratoř, kde pracuje, zkoumá také poškození neuronů v lidském mozku. Výsledky výzkumu by podle ní v budoucnu mohly pomoci s vývojem léčby Alzheimerovy a Parkinsonovy choroby.
