Мутации, вызывающие меланому, являются результатом химического преобразования ДНК, подпитываемого солнечным светом -; Это не просто ошибка копирования ДНК, как считалось ранее, сообщает исследование ученых Института Ван Андела, опубликованное сегодня в Science Advances .

Полученные данные опровергают давние представления о механизмах, лежащих в основе заболевания, усиливают важность профилактических мер и предлагают путь для исследования происхождения других типов рака.

Рак возникает в результате мутаций ДНК, которые позволяют дефектным клеткам выживать и вторгаться в другие ткани. Однако в большинстве случаев источник этих мутаций не ясен, что затрудняет разработку методов лечения и профилактики. В случае меланомы мы теперь показали, что повреждение от солнечного света активирует ДНК, создавая «предварительные мутации», которые затем уступают место полным мутациям во время репликации ДНК ».

Герд Пфайфер, доктор философии, профессор VAI и автор исследования

Меланома – серьезный тип рака кожи, который начинается в клетках кожи, вырабатывающих пигменты. Хотя меланома встречается реже, чем другие типы рака кожи, она с большей вероятностью распространяется и поражает другие ткани, что значительно снижает выживаемость пациентов. Предыдущие крупномасштабные исследования по секвенированию показали, что у меланомы больше всего мутаций ДНК среди всех видов рака. Как и другие виды рака кожи, меланома связана с воздействием солнца, в частности с типом излучения, называемого UVB. Воздействие УФ-В повреждает клетки кожи, а также ДНК внутри клеток.

Считается, что большинство видов рака начинается, когда повреждение ДНК непосредственно вызывает мутацию, которая затем копируется в последующие поколения клеток во время нормальной клеточной репликации. В случае меланомы, однако, Пфайфер и его команда обнаружили другой механизм, который вызывает мутации, вызывающие заболевание -; введение химического основания, которое обычно не встречается в ДНК, что делает ее склонной к мутации.

ДНК состоит из четырех химических оснований, которые существуют попарно; аденин (A) и тимин (T), а также цитозин (C) и гуанин (G). Различные последовательности этих пар кодируют все инструкции для жизни. При меланоме проблема возникает, когда УФ-В излучение от солнца попадает в определенные последовательности оснований -; CC, TT, TC и CT -; заставляя их химически связываться вместе и становиться нестабильными. Возникающая в результате нестабильность вызывает химическое изменение цитозина, которое превращает его в урацил, химическое основание, обнаруженное в РНК молекулы-мессенджера, но не в ДНК. Это изменение, называемое «премутация», заставляет ДНК мутировать во время нормальной репликации клеток, тем самым вызывая изменения, лежащие в основе меланомы.

Эти мутации не могут вызывать болезнь сразу; вместо этого они могут бездействовать годами. Они также могут накапливаться с течением времени и увеличением воздействия солнечного света на человека в течение всей жизни, что приводит к трудноизлечимому раку, который не поддается лечению многими способами.

«Безопасные методы лечения на солнце очень важны. В нашем исследовании 10–15 минут воздействия ультрафиолетового излучения B были эквивалентны тому, что человек будет испытывать в полдень, и этого было достаточно, чтобы вызвать преждевременную мутацию», – сказал Пфайфер. «В то время как наши клетки имеют встроенные средства защиты для восстановления повреждений ДНК, этот процесс иногда позволяет чему-то ускользнуть. Защита кожи, как правило, является лучшим способом предотвращения меланомы»

.

Открытия стали возможными с помощью метода, разработанного лабораторией Пфайфера, под названием «Последовательность повреждений по кругу», который позволяет ученым «ломать» ДНК в каждой точке, где происходит повреждение. Затем они формируют из ДНК круги, которые воспроизводятся тысячи раз с помощью технологии, называемой ПЦР. Как только у них будет достаточно ДНК, они используют секвенирование следующего поколения, чтобы определить, какие основания ДНК присутствуют в разрывах. В дальнейшем Пфайфер и его коллеги планируют использовать этот мощный метод для исследования других типов повреждений ДНК при различных видах рака.