Odkrywanie roli wzmacniaczy w progresji choroby
Komórki funkcjonujące w układzie odpornościowym będą eksprymować inny podzbiór genów niż, powiedzmy, komórki wątroby. Wzmacniacze, regulacyjne sekwencje DNA, związane przez określone białka, odgrywają ważną rolę w określaniu, gdzie i kiedy geny są eksprymowane w różnych komórkach ciała. „Zrozumienie zawiłych powiązań tych elementów regulacyjnych może rzucić światło na złożone mechanizmy rządzące naszą biologią” — wyjaśnia koordynator projektu ENHPATHY Salvatore Spicuglia z Instytutu Inserm we Francji. „Coraz też bardziej wiadomo, że zakłócenia w precyzyjnie dostrojonej kontroli ekspresji genów mogą prowadzić do podatności na choroby lub ich progresji”.
Diagnostyczne i terapeutyczne narzędzia oparte na wzmacniaczach
Finansowany ze środków UE projekt ENHPATHY miał na celu zbadanie roli wzmacniaczy w progresji choroby. Wspierana przez program działania „Maria Skłodowska-Curie” multidyscyplinarna inicjatywa szkoleniowa została ustanowiona w celu wspierania naukowców posiadających umiejętności w zakresie genomiki, bioinformatyki i badań klinicznych. „Głównym celem było dogłębne zrozumienie mechanizmów leżących u podstaw nieprawidłowego funkcjonowania wzmacniaczy” — mówi Spicuglia. Badanie zostało zorganizowane w trzech sekcjach. Pierwszą z nich było zrozumienie cech, które kontrolują aktywność wzmacniaczy oraz tego, w jaki sposób konkretna mutacja może zmieniać tę funkcję. Druga skupiała się na wyjaśnieniu, w jaki sposób wzmacniacze działają w złożonych kaskadach regulacyjnych. W trzeciej części zespół projektowy skupił się na identyfikacji zmian wzmacniaczy powodujących choroby i stworzeniu podstaw do opracowania nowych narzędzi diagnostycznych i terapeutycznych wykorzystujących wzmacniacze.
Testy genetyczne wariantów wzmacniaczy
Spicuglia współprowadził badania nad ostrą białaczką szpikową (AML), formą raka, który atakuje białe krwinki. Zbadano przyczyny oporności na niektóre leki u pacjentów z AML. „We współpracy z firmą Advanced BioDesign zidentyfikowaliśmy wzmacniacze, które są aktywowane w komórkach pod wpływem leku stosowanego w chemioterapii” — podkreśla Spicuglia. „Powoduje to oporność na leczenie. Następnym krokiem jest zapobieganie rozwojowi oporności komórek poprzez bezpośrednie celowanie w te wzmacniacze”. Pod kierownictwem Woutera de Laata z Instytutu Hubrechta w Holandii naukowcy badali również możliwości terapeutyczne w zwalczaniu chorób genetycznych. Pracowali nad nowymi metodami leczenia talasemii, choroby dziedzicznej, która wpływa na zdolność organizmu do produkcji hemoglobiny, białka transportującego tlen w organizmie. „Wykazano, że zmiana położenia wzmacniaczy beta-globiny ratuje lub przywraca ekspresję hemoglobiny” — mówi Spicuglia. Inne badanie, prowadzone przez Jorge Ferrera, koordynatora programu w Centrum Regulacji Genomicznej w Barcelonie, skupiało się na poznawaniu molekularnych mechanizmów stojących za różnymi formami cukrzycy. „Łącząc informacje z wariantów wzmacniaczy i wariantów kodujących, możemy opracować metody diagnostyczne, szczególnie przydatne dla młodych ludzi cierpiących na tę chorobę” — wyjaśnia Spicuglia. „Testy genetyczne wariantów wzmacniaczy w przyszłości będą prawdopodobnie odgrywać kluczową rolę w diagnozowaniu cukrzycy”.
Nowe możliwości diagnozowania, leczenia i zapobiegania
Spicuglia wierzy, że lepsze zrozumienie mechanizmów regulacyjnych może prowadzić do bardziej skutecznych strategii terapeutycznych. „Wiele uwagi w projekcie koncentrowało się na badaniu mechanizmów leżących u podstaw dysfunkcji wzmacniacza, ale chcieliśmy przełożyć też nasze odkrycia na nowe terapie i ulepszone techniki diagnostyczne” — zauważa. W związku z tym konsorcjum ENHPATHY niedawno zidentyfikowało krytyczne obszary wymagające dalszych badań. Praca ta została opublikowana w recenzowanym czasopiśmie. „Rzucając światło na ten dotychczas pomijany obszary, odkrywamy skarbnicę informacji” — dodaje Spicuglia. „Stanowi to obietnicę poznania skomplikowanych mechanizmów molekularnych stojących za niezliczonymi chorobami, co przyniesie nowe możliwości diagnozowania, leczenia i zapobiegania”.
Słowa kluczowe
ENHPATHY, rak, diagnoza, immunologiczne, choroba, geny, genetyczny, AML
