Во многих видах рака ключевой ролью в развитии заболевания играют мутации, возникающие в результате повреждения ДНК. Такие повреждения могут произойти из-за воздействия токсинов, радиации или даже в процессе нормального деления клеток. Чтобы выжить, человеческие клетки должны постоянно ремонтировать поврежденные участки ДНК. Если клетка не может эффективно восстанавливать свою ДНК, мутации могут накапливаться, в конечном итоге приводя к развитию рака, сообщает издание «MedNovelty».
Большинство клеток восстанавливают свою ДНК с помощью процесса, называемого гомологичной рекомбинацией (HR). Этот процесс требует участия белков BRCA1 и BRCA2. Однако у людей с нарушенным геном BRCA часто развивается рак молочной железы, яичников, поджелудочной железы и простаты, а также возникают проблемы с сердечно-сосудистой системой.
Таким образом, выявление пациентов с дефицитом HR стало приоритетом в борьбе с раком. Раковые клетки с дефицитом HR уязвимы для таргетной терапии, которая разрушает их ДНК. Для выявления таких пациентов стандартные лабораторные тесты ищут "шрамы" в ДНК раковых клеток, возникающие, когда восстановление ДНК происходит с использованием резервных механизмов вместо HR.
Однако исследователи обнаружили, что шрамы, вызванные дефицитом HR, трудно определить, так как они вызывают очень мелкие изменения в последовательности ДНК, которые невозможно увидеть под микроскопом. В то же время, клетки с дефицитом HR проявляют значительные структурные изменения в хромосомах, которые легко видны под микроскопом.
Чтобы разрешить этот парадокс, ученые Марчин Имелиньски из онкологического центра Перлмуттера и Саймон Пауэлл из Мемориального онкологического центра имени Слоуна-Кеттеринга применили методы "графа генома" для выявления массивных структурных изменений ДНК, связанных с реорганизацией, копированием и удалением участков хромосом.
Исследовательская группа определила новый тип шрамов, названных "реципрокные пары". Анализ тысяч раковых геномов показал, что при сбое HR реципрокные парные шрамы вызывают специфические хромосомные изменения, видимые под микроскопом, которые лучше объясняют биологию клеток с дефицитом HR.