Эпигенетические изменения в связи с нормальным процессом старения, связанным с риском рака

        

Некоторые ученые предположили, что опухолевые промотирующие изменения в клетках при развитии рака – особенно эпигенетическое изменение, связанное с метилированием ДНК, – возникают из-за клеток-изгоев, уклоняющихся от процесса изнашивания естественных клеток, называемого старением. Теперь исследователи из Центра рака им. Джона Хопкинса Киммеля продемонстрировали, что вместо этого эпигенетические состояния, связанные с опухолью, развиваются нерегулярно на ранних стадиях развития опухоли, в конечном счете выбирая подмножество генов, которые подвергаются наибольшим изменениям при нормальном старении и раннем развитии опухоли.

Работа, опубликованная в выпуске от 12 февраля Cancer Cell может помочь уточнить биомаркеры риска развития рака. Авторы считают, что скрининг этих генов может помочь расслоить для каждой возрастной группы лиц с самым высоким риском развития рака

«Старение, вероятно, является ведущим фактором риска для большинства распространенных видов рака», – говорит соавтор Стивен Бейлин, доктор медицины, Вирджиния и Даниэль К. Людвиг, профессор исследований рака в Центре рака Киммеля. Поскольку эпигенетические изменения обратимы в лабораторных моделях, некоторые ученые рассматривают возможность изменения этого фактора риска как потенциального способа модуляции старения как фактора риска рака. «Возможно, вы не найдете фонтан молодости Понсе де Леон, но если вы сможете снизить риск развития рака на каждые десятилетия, который вы стареете, это может быть огромным», – говорит Байлин.

Для исследования исследователи изучили закономерности метилирования ДНК, процесс, посредством которого клетки добавляют крошечные метильные химические группы в начальную область ДНК-последовательности гена, часто заставляя замолчать активацию гена. Они взяли клетки фибробластов из образцов человеческой крайней плоти и следовали установленному трехступенчатому лабораторному процессу, называемому классической системой трансформации Вайнберга, для преобразования клеток в раковые клетки. Этот процесс включает в себя инфицирование клеток генами, которые, как известно, вызывают развитие опухоли. Ученые также вводили ранние трансформированные клетки в мышей, чтобы контролировать их прогрессирование. Они взяли вторую группу фибробластов и позволили им естественным образом созреть в старение. Исследователи следовали за изменениями метилирования, наблюдаемыми в обеих группах клеток с течением времени

«С возрастом – очень известный, нормальный процесс старения, который на самом деле является противоопухолевым механизмом. Это происходит, когда клетки воспринимают избыток повреждения ДНК, когда клетки подвергаются слишком большому количеству клеточных делений или когда они испытывают стресс, связанный с развитием рака. Поэтому для нас было недоумением, как процесс старения может привести к образованию опухолей », – говорит старший научный руководитель Харихаран Ишваран, доктор философии, доцент онкологии в Центре рака Джонса Хопкинса Киммеля.

Чтобы решить эту тайну, Ишваран, Бейлин и соавторы начали отображать эволюцию изменений эпигенетической ДНК-метилирования во время старения и трансформации. Они обнаружили, что, несмотря на то, что изменения стали похожими между клетками-стареющими и трансформированными клетками, то, как они развивались, и гены, которые получили метилированный, по большей части были разными.

Исследователи обнаружили, что метилирование ДНК, которое развилось во время старения, было очень запрограммировано, настолько, что репликации процесса старения в разных чашках Петри имели одну и ту же эпигенетическую структуру, говорит Ишваран. Независимые репликации процесса трансформации, напротив, казались очень случайными или случайными.

Кроме того, процесс трансформации в основном включал гены регулятора, которые имеют решающее значение для рака, чтобы поддерживать характеристики раковой клетки, говорит Байлин. Для сравнения, старение связано с рядом генов метаболического процесса.

В дополнительных экспериментах Wenbing Xie, Ph.D., ведущий автор исследования, не мог коаксировать стареющие клетки в трансформированные клетки, выступая в качестве защиты от развития рака, и идентифицировал подмножество связанных с трансформацией метилированных генов, которые были наиболее склонны к метилированию во время раннего образования опухоли и во время старения. В будущей работе исследователи будут исследовать специфические для тканей закономерности роста метилирования ДНК для классов старения и трансформации генов и надеются использовать их для разработки стратегий определения возрастной стратификации риска развития опухоли.

Источник:

https://www.hopkinsmedicine.org/news/media/releases/cancer_risk_associated_with_key_epigenetic_changes_occurring_through_normal_aging_process

      

Source link