Průlom v onkologii: Nová metoda mapuje obrácené vidlice DNA v jednotlivých buňkách a otevírá cestu k přesnější léčbě rakoviny

Vědci z The University of Texas MD Anderson Cancer Center vyvinuli novou zobrazovací metodu nazvanou RF-SIRF. Tato inovativní technologie umožňuje kvantitativně detekovat a mapovat obrácené vidlice replikace DNA s rozlišením na úrovni jednotlivých buněk.

Vědci z The University of Texas MD Anderson Cancer Center vyvinuli novou zobrazovací metodu nazvanou RF-SIRF. Tato inovativní technologie umožňuje kvantitativně detekovat a mapovat obrácené vidlice replikace DNA s rozlišením na úrovni jednotlivých buněk. Studie, kterou vedla docentka onkologické biologie Katharina Schlacher, byla publikována v prestižním časopise Nature Communications a odhalila také jedinečný epigenetický kód pro replikační stres DNA.

Replikace DNA probíhá na takzvaných replikačních vidlicích, kde se dvojitá šroubovice rozplétá a vytvářejí se nové řetězce. Tyto vidlice se však mohou zhroutit v důsledku různých stresorů, jako je poškození DNA, stárnutí, nemoci nebo protinádorová léčba. Aby se buňky chránily před genomovou nestabilitou způsobenou replikačním stresem, mohou replikační vidlice obrátit. Tím vznikne čtyřcestná struktura, která dočasně zastaví proces, podpoří toleranci k poškození a zabrání vzniku dvouřetězcových zlomů DNA.

Ačkoli obrácené vidlice mohou být v mnoha případech prospěšné, u jedinců s určitým genetickým pozadím – včetně těch s buňkami s defektní ochranou vidlic BRCA1/2 – mohou být škodlivé. Jejich tvorba totiž ovlivňuje citlivost buněk a jejich reakci na léčbu, jako je chemoterapie a imunoterapie. Dosud však neexistovaly robustní nástroje s vysokým rozlišením, které by umožnily zkoumat molekulární mechanismy nebo dynamiku obrácených vidlic v přirozeném buněčném prostředí. Metoda RF-SIRF tuto mezeru vyplňuje.

RF-SIRF umožňuje vědcům studovat obrácené vidlice v jejich přirozeném buněčném prostředí, s ohledem na jejich umístění, načasování, geometrickou strukturu a interakce s proteiny. Výzkumníci navíc prokázali, že obrácené vidlice mají odlišný, stresově specifický epigenetický kód signálů, které se liší od těch používaných při normální genové transkripci. Tyto specifické epigenetické signály rekrutují proteiny reagující na stres DNA k zastaveným replikačním vidlicím. To otevírá nové možnosti pro pochopení mechanismů a dynamiky toho, jak buňky upřednostňují tyto reakce, a pro identifikaci potenciálních terapeutických cílů specifických pro rakovinu.

Cílení na rezistenci vůči protinádorové terapii zůstává jedním z klíčových úkolů v léčbě rakoviny. Díky nové metodě RF-SIRF je nyní možné přímo studovat tyto záhadné struktury DNA s rozlišením na úrovni jednotlivých buněk. To vědcům umožní komplexně vizualizovat skryté mechanismy rezistence a zánětu a přímo testovat terapie, které překonají rezistenci na molekulární úrovni, což představuje významný krok v precizní onkologii.