• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Ученые предложили новый способ борьбы с раком

Ученые предложили новый способ борьбы с раком

© iStock

Коллаборация исследователей при участии специалистов Международной лаборатории биоинформатики факультета компьютерных наук НИУ ВШЭ представила новый способ борьбы с трудноизлечимой меланомой. Ученые обнаружили, что одна из форм молекулы ДНК, попадая в раковые клетки, способна вызвать иммунный ответ, аналогичный реакции организма на вирус. В результате погибают клетки, поддерживающие рост опухоли, а пациент снова начинает реагировать на противораковую терапию. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Ученые из России, США, Китая, Австралии и Японии представили новый способ борьбы с раком, который трудно поддается лечению, в частности не реагирует на иммунотерапию. Новый метод основан на особенностях альтернативной структуры молекулы ДНК — Z-ДНК. Она представляет собой двойную спираль, закрученную влево, в отличие от классической и наиболее распространенной формы ДНК, закрученной вправо. 

Z-ДНК была открыта еще в 1979 году, однако ее роль и функции по-прежнему недостаточно изучены. Долгое время научное сообщество не придавало значения исследованиям в этой области. Лишь в последние годы появились сведения, что Z-ДНК играет важную роль в иммунном ответе при борьбе с вирусами. 

В формировании Z-ДНК у млекопитающих участвуют два белка — ADAR1 и ZBP1. Их отличает наличие особого структурного компонента — домена Zα, который связывается с Z-ДНК. Домен Zα был ранее открыт профессором Аланом Гербертом, научным консультантом Международной лаборатории биоинформатики НИУ ВШЭ. 

Белки с доменом Zα не вырабатываются в здоровых клетках, они активируются интерфероном в случае воспалительного процесса. ADAR1 подавляет аутоиммунный ответ, а ZBP1, наоборот, его активирует и запускает программу клеточной смерти, чтобы убить клетки, зараженные вирусом. Этот факт был продемонстрирован ранее в работе профессора Балачандрана из Онкологического центра Фокса Чейза, одного из ведущих авторов исследования. Фактически игра двух белков, ADAR1 и ZBP1, определяет судьбу раковых клеток: выживут они или умрут.  

Белки ADAR1 и ZBP1 также вырабатываются в клетках соединительных тканей, фибробластах, при развитии ракового заболевания. Это здоровые клетки кожи, которые раковые клетки заставляют работать на себя для поддержания своего роста. Раковые клетки рассчитывают на то, что ADAR1 будет подавлять процессы уничтожения опухоли. 

В ходе изучения нового противоракового препарата из группы кураксинов исследователи обнаружили интересную особенность молекулы CBL0137. Оказалось, что это вещество способно вызвать массовое образование Z-ДНК и напрямую запускать гибель раковой клетки с помощью активации белка ZBP1 вне зависимости от работы ADAR1.

Испытания проводились на мышах, больных меланомой. Ученые вводили препарат, содержащий молекулу CBL0137, непосредственно в опухоль. Это вызывало иммунный ответ, в результате которого погибали фибробласты, поддерживающие рост опухоли, а раковые клетки вновь начинали реагировать на иммунотерапию. При этом неважно, какая именно мутация изначально спровоцировала рак. 

Мария Попцова

«Исследование — образец идеальной коллаборации между экспериментальными и компьютерными группами. Коллеги из США генерировали большие данные высокотехнологичных экспериментов, мы на этих данных производили биоинформатический анализ. Проведенный в нашей лаборатории интеллектуальный анализ данных существенно сократил время и затраты на экспериментальную часть работы, — комментирует Мария Попцова. — В результате такой стратегии win-win выиграли все участники проекта».

Вся вычислительная часть работы была выполнена исследователями Международной лаборатории биоинформатики НИУ ВШЭ под руководством Марии Попцовой. Биоинформатический анализ провел младший научный сотрудник лаборатории Александр Федоров. Созданием системы искусственного интеллекта на основе алгоритмов глубинного обучения для предсказания местоположения нужных участков генома занимался аспирант, преподаватель факультета компьютерных наук Назар Бекназаров.

С точки зрения фундаментальной науки эта работа — важный шаг к пониманию роли альтернативных структур ДНК, таких как Z-ДНК, в организме человека. Исследования в этой области позволяют находить новые, подчас неожиданные способы лечения тяжелых заболеваний, имеющих генетическую природу. Обычно между открытием препарата и его выходом на рынок проходит много лет, однако в данном случае препарат с CBL0137 уже прошел клинические исследования по безопасности, что означает, что очень скоро его можно будет использовать для пациентов.

Вам также может быть интересно:

Российские ученые рассчитали, как лучше всего распределять награды в командных турнирах

Исследователи из Международной лаборатории экономики нематериальных активов ВШЭ вывели функцию расчета вознаграждений для победителей и призеров командных соревнований. В работе использовалась статистика турниров по киберспорту. Полученный принцип позволит выстроить оптимальную структуру призов в групповых турнирах в любой сфере, в том числе в бизнесе или битве патентов. Результаты исследования опубликованы в Journal of Economic Behavior & Organization.

Ученые из Москвы и Владивостока вместе изучают институты и предпочтения в экономическом поведении

До 20 мая продолжается прием заявок от подразделений НИУ ВШЭ на открытый конкурс проектов «Зеркальные лаборатории» 2022 года. Одна из зеркальных лабораторий, успешно работающих сегодня, была создана по итогам аналогичного конкурса в 2020 году учеными-экономистами из НИУ ВШЭ и Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) для изучения институтов и предпочтений в экономическом поведении. Как организовано сотрудничество коллег из Москвы и Владивостока, рассказывает заведующий Международной лабораторией экспериментальной и поведенческой экономики НИУ ВШЭ Алексей Белянин.

Пандемия спровоцировала рост стрессовых расстройств среди врачей

Психологи из НИУ ВШЭ совместно с коллегами из Екатеринбурга провели исследование о влиянии пандемии на психологическое здоровье российских врачей: оказалось, что медицинские работники чаще стали страдать от стресса, тревоги и депрессии. Результаты работы опубликованы в журнале International Journal of Environmental Research and Public Health.

Биологи выяснили, как стволовые клетки превращаются в клетки других типов на молекулярном уровне

Международная группа ученых с участием биологов Высшей школы экономики разработала метод, который позволяет получать информацию одновременно об изменении экспрессии и свойств белков при переходе клеток из одного состояния в другое. Благодаря новому методу и разработанному для визуализации изменений веб-инструменту ProteoTracker ученым удалось выяснить молекулярный механизм замедления скорости синтеза белка в стволовых клетках, а также предложить способ поддержания плюрипотентных свойств клеток в условиях in vitro (вне организма). Работа опубликована в журнале Nature Communications.

В НИУ ВШЭ начала работу Международная лаборатория ландшафтной экологии

Ее заведующим стал Роберт Сандлерский — специалист по изучению энергомассообмена и других свойств ландшафтов по данным космической съемки, старший научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН. Чем будет заниматься лаборатория, он рассказал в интервью новостной службе портала.

В новой международной лаборатории будут изучать молнию и разряды в вулканических извержениях

В Высшей школе экономики открылась Международная лаборатория изучения и диагностики опасных геофизических явлений. Чем она будет заниматься, почему это важно для науки и практики, какая роль в ее работе отводится международному сотрудничеству, рассказал заведующий лабораторией, заместитель директора МИЭМ НИУ ВШЭ Александр Костинский.

Алексей Вагов: «Метаматериалы должны служить людям»

Одна из новых международных лабораторий, которая начнет работать в Высшей школе экономики в 2022 году, — Центр квантовых метаматериалов, создаваемый на базе МИЭМ. Об основных направлениях его исследований, о коллективе и перспективах научного сотрудничества рассказал заведующий центром Алексей Вагов.

В нижегородском кампусе НИУ ВШЭ продолжат изучение динамических систем под руководством ведущего ученого

Принято решение о продлении на 2022–2023 годы мегагранта, который был выделен российским правительством Международной лаборатории динамических систем и приложений нижегородского кампуса НИУ ВШЭ. Ее научным руководителем является крупнейший специалист в области динамических систем профессор Имперского колледжа Лондона Дмитрий Тураев. О результатах, которых удалось достичь коллективу лаборатории к сегодняшнему дню, и о планах работы на ближайшие два года он рассказал новостной службе портала.

Международная лаборатория социальной нейробиологии будет изучать влияние фейковых новостей на поведение человека

Принято решение о продлении на 2022–2023 годы мегагранта, который был выделен российским правительством Международной лаборатории социальной нейробиологии НИУ ВШЭ, созданной два года назад под руководством ведущего финского нейробиолога Ииро Яскелайнена. О научных результатах, которых удалось достичь за этот период, и о перспективах работы на следующие два года рассказал заведующий лабораторией Василий Ключарев.

В НИУ ВШЭ появятся три новые международные лаборатории

Две международные лаборатории будут созданы в МИЭМ, одна на факультете географии и геоинформационных технологий ВШЭ. Всего на конкурс было подано 17 заявок, 3 из которых поддержаны.