Za skoro svaku bolest, starost je glavni faktor rizika, a rak nije izuzetak. Između 25 i 65 godina, rizik pojedinca od razvoja raka naglo raste za 4.000%. Nova studija istražuje „otisak prsta“ u ćelijama povezanim sa rakom i starenjem kako bi bolje razumeli da li istraživači mogu da predvide ko je u opasnosti pre nego što se rak razvije.
Naučnici su znali da postoji veza između starenja i raka, ali su imali malo razumevanja ključnih karakteristika starenja koje mogu biti informativne o riziku od bolesti. Metilacija DNK (DNK) je biološki proces kroz koji molekul DNK podleže promenama hemikalija vezanih za njega.
Prethodna istraživanja su primetila promene ćelijske DNK koje su zajedničke i za starenje i za rizik od raka. Sada je tim predvođen Jejlom razvio ćelijske modele koji izoluju DNK signal ili otisak prsta koji se odnosi na starenje i rak, nazvan CellDRIFT, da bi bolje razumeo kako on pokreće bolest.
Analizom kliničkih uzoraka tkiva, otkrili su da se CellDRIFT povećava u tkivima koji stare, kanceroznim tkivima, pa čak i normalnim tkivima uzorkovanim od pacijenata sa rakom. Nalazi pružaju jasniju sliku o nevidljivim progresivnim koracima koji se dešavaju unutar ćelija koji na kraju dovode do raka i mogli bi utrti put za ranije otkrivanje bolesti. Tim je objavio svoje nalaze u Science Advances 19. jula.
„Otkrili smo da možemo kvantifikovati starost kao više od broja“, kaže dr Christopher Minteer, koji je bio prvi autor studije u laboratoriji dr Morgan Levine, sada pomoćnog docenta patologije na Jejlu i glavnog istraživača na Institutu za nauku Altos Labs San Diego.
Studija iz 2015. objavljena u časopisu Science razmatrala je odnos između rizika od raka i tipa tkiva raka. Konkretno, autori su tražili da vide da li se veća učestalost raka može objasniti stopama deobe matičnih ćelija.
„Bili su zainteresovani za ideju da što duže živimo, više godina moramo da akumuliramo potencijalne ‘nesreće’ koji bi mogli da budu pokretači ka ishodu tokom vremena“, kaže Minteer. Ove loše sreće – nasumične mutacije koje izazivaju rizik od raka – teško je predvideti ili sprečiti. Ova ideologija je postala poznata u svetu patologije kao „hipoteza loše sreće“.
Međutim, tim sa Jejla koji je uradio novu studiju verovao je da rizik pojedinca od raka uključuje faktore koji nisu obične loše sreće. Zainteresovali su se za razmatranje merljivih uticaja životne sredine koji bi mogli doprineti nastanku raka i pomoći istraživačima da naprave bolje informisane prognoze o riziku od raka.
U studiji iz 2022. godine, laboratorija je istraživala promene u DNK povezane sa starenjem. Sada, u trenutnoj studiji, tim je želeo da nadogradi svoj prethodni rad i shvati kako da modeluje ove promene DNK. Prvo su uzgajali ljudske ćelije izvedene iz mozga, nazvane astrociti. Za neke od ovih ćelija, oni su indukovali gen koji se zove reverzna transkriptaza humane telomeraze (hTERT), koji uzrokuje da ćelije postanu „besmrtne“ – drugim rečima, manipulisano je da se dele na neodređeno vreme, slično tumorskim ćelijama.
Tokom tri meseca, uzeli su podskup ćelija iz svojih kultura i iz njih izdvojili DNK. Koristeći de novo platformu za računarsku obuku, oni su zatim kvantifikovali DNK signale i identifikovali određeni otisak prsta, CellDRIFT, koji se značajno povećao sa starenjem. „Uspeli smo da pokažemo da možemo da izolujemo signal koji je povezan sa starenjem i koji je takođe poznat kao važan kod raka“, kaže Minteer.
Zatim je tim koristio klinička tkiva za proučavanje odnosa između CellDRIFT-a i ishoda raka. Analizom tkiva štitne žlezde, dojke, pluća, pankreasa i debelog creva, otkrili su da kancerogena tkiva pokazuju povećan CellDRIFT u poređenju sa zdravim kontrolnim tkivima. Zatim su, koristeći podatke iz kohorte raka dojke, takođe otkrili značajnu vezu između signala i preživljavanja, povezujući CellDRIFT sa lošijim zdravstvenim ishodima i potencijalno pomažući istraživačima da predvide koliko je određeni rak agresivan.
Štaviše, istraživači su izvršili biopsiju zdravog tkiva kod pacijenata sa rakom dojke, udaljenih približno tri centimetra od tumora. Zanimljivo je da su čak iu zdravom tkivu otkrili povećan CellDRIFT u poređenju sa kontrolnim tkivom zdravih pacijenata. „Ovo nam daje određenu nadu da bismo možda mogli da ispitamo određeni nivo rizika pre bolesti“, kaže Minteer.
Konačno, tim je sakupio 29 tipova tkiva od četiri postmortem pacijenata donora da bi bolje razumeli varijacije u CellDRIFT-u u uzorcima. Otkrili su značajne korelacije između CellDRIFT-a, incidencije raka i stopa deobe matičnih ćelija. „Uspeli smo da dodamo kontekst studiji iz 2015. koja je predložila da različiti tipovi tkiva imaju različite rizike od raka“, kaže Minteer. „Uspeli smo da pokažemo da postoji više rizika od raka od nasumičnih varijacija od mutacija matičnih ćelija.“
Istraživači se nadaju da će studija pomoći naučnicima da bolje razumeju kako da odlože početak hroničnih bolesti kao što je rak koji su povezani sa starenjem i pomoći ljudima da žive duže i zdravije.
