Метод, опубликованный 20 марта в журнале Nature Methods, открыл 120 новых возможностей для разработки лекарств от рака.
«Лекарство от рака яичников олапариб действует за счет синтетической летальности — он подавляет ген, который, когда ген BRCA также мутирует, убивает только эти раковые клетки», — сказал Джон Пол Шен, доктор медицины, клинический инструктор и научный сотрудник школы Калифорнийского университета в Сан-Диего. медицины и онкологического центра Мура. "Многие другие виды рака, вероятно, можно лечить таким же образом, но мы еще не знаем, какие комбинации генных мутаций будут синтетическими летальными.Шен был соавтором исследования вместе с Дунсинь Чжао, доктором философии, научным сотрудником инженерной школы Калифорнийского университета в Сан-Диего, и Романом Сасиком, доктором философии, вычислительным биологом из медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего.
Чтобы преодолеть это ограничение, команда разработала новый метод, который использует технику редактирования генов CRISPR / Cas9 для одновременного тестирования тысяч синтетических смертельных взаимодействий. CRISPR / Cas9 работает следующим образом: исследователи создают «направляющую» РНК, которая соответствует последовательности конкретного целевого гена в клетке.
РНК направляет фермент Cas9 в желаемое место, где он разрезает ДНК. Клетка может восстановить разрыв ДНК, но делает это неточно, тем самым инактивируя ген.
В этом исследовании исследователи разработали систему CRISPR / Cas9 с двумя направляющими РНК: 1) одна нацелена на ген-супрессор опухоли, который обычно мутирует при раке, и 2) нацелен на ген, который также может быть нарушен лекарством от рака.
Они развернули эту систему против 73 генов в трех лабораторных клеточных линиях — рака шейки матки человека, рака легких и эмбриональных клеток почек — в общей сложности 150 000 комбинаций генов. Затем они измерили рост и гибель клеток.
Подход выявил более 120 новых синтетико-летальных взаимодействий.
«Выявление лежащих в основе генетических взаимодействий таким образом может выявить важные функциональные взаимосвязи между генами, такие как вклад в один и тот же белковый комплекс или путь», — соавтор исследования Трей Идекер, доктор философии, профессор Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего, основатель Центр вычислительной биологии и биоинформатики Калифорнийского университета в Сан-Диего и содиректор инициативы «Карта раковых клеток». "Это, в свою очередь, может повлиять как на наше фундаментальное понимание биологических систем, так и на развитие терапии."
Многие из взаимодействий генов, идентифицированные командой, были синтетическими смертельными только в одной из трех протестированных клеточных линий. Это означает, что синтетические летальные взаимодействия могут быть разными при разных типах рака.
Исследователи заявили, что это будет важным фактором при разработке лекарств в будущем.
«Двигаясь вперед, мы намерены усовершенствовать нашу технологическую платформу и сделать ее более надежной», — сказал соавтор исследования Прашант Мали, доктор философии, доцент инженерной школы Джейкобса в Калифорнийском университете в Сан-Диего. "И мы масштабируем наши карты генетических сетей рака, чтобы мы могли систематически определять новые комбинированные методы лечения."