发现解释了癌症化学疗法抗性,提供解决方案
研究人员发现了一种新的途径,该途径解释了癌细胞如何对化学疗法具有抗性,这反过来又提供了预防化学抗性的潜在解决方案。
使用荧光的实验DNA纤维揭示了DNA的速度复制叉子。
该研究首次描述了一种类型的酶(以其在DNA修复中的作用而闻名)如何在Prevents DNA中损害癌细胞,使它们耐受化疗药物。
威尔细胞和分子生物学研究所临时主任,及其教授,“它为我们提供了操纵和破坏癌细胞中化学抗性的工具。”分子生物学和农业与生命科学学院的遗传学。迭戈·迪比特托(Diego Dibitetto)是Smolka实验室的前博士后研究员,目前在瑞士伯尔尼大学(University of Switzerland),是该论文的第一作者。
许多抗癌药通过在癌细胞复制时在癌细胞的DNA上创建块来起作用。在复制过程中,DNA链缠绕在A双螺旋分为两条单独的链,以便可以复制每条链,最终导致两个新的双螺旋。发生这种分离和复制的交界称为复制叉,解压缩双螺旋。
如果这些复制叉是道路上的汽车,则可以将化学疗法药物视为干扰汽车流动的障碍,从而停止复制并破坏DNA。但是癌细胞具有减慢这些叉子的方法,这使它们可以避免这种碰撞并保护其DNA,从而导致药物耐受性。
这项研究首次报道了当叉子由于阻滞而受到压力时,激酶(酶)如何称为DNA-PKC,并促进叉子和化学耐药性的放缓。
DNA-PKCS在与免疫系统抗体产生和对辐射抗性有关的DNA修复中的作用而闻名。但这是激酶第一次与放慢复制叉相关联,这是一个称为叉反转的过程。
斯莫尔卡说:“这是一种全新的思考这种激酶的作用的方式。”“在这种情况下,它没有修复DNA;它正在放慢叉子,以防止断裂首先发生。”
结果为新的癌症治疗打开了大门,因为DNA-PKC抑制剂已经存在,并且正在与放射疗法同时进行临床试验。在这些处理中,辐射损害癌细胞DNA,并认为抑制DNA-PKC会限制细胞修复。但是,在这种情况下,DNA-PKC抑制剂无法正常工作,因为癌细胞还有其他修复自身的方法。
这项研究提供了早期证明,即DNA-PKCS抑制剂可以与化学疗法相结合,在这种情况下,化学疗法药物会产生DNA复制的障碍,并且抑制剂将防止复制叉的放缓,从而导致化学抗性。
在研究中,研究人员使用测定法检测复制叉时的DNA-PKCS激酶。然后,他们使用了带有荧光颜色的DNA纤维测定法,从而使复制叉移动的速度越快,纤维的越长。在存在化疗药物的情况下,纤维短,指向复制叉减慢。但是,当添加抑制剂时,纤维保持更长的时间,表明叉子以更快的速度移动。
苏黎世大学复制应力专家Massimo Lopes的合着者Massimo Lopes拍摄的图像证实了在存在激酶抑制剂的情况下,复制叉不再逆转和减慢。该小组还证明,当化疗和抑制剂一起应用时,癌细胞生病或降解。
最后,BRCA2不足的乳腺癌可以抗性化学疗法药物用于治疗它们,众所周知,叉逆转与阻力有关。在这项研究中,当研究人员将DNA-PKCS抑制剂应用于耐药性的BRCA2缺乏乳腺癌细胞时,细胞恢复了对治疗的敏感性。
Smolka说:“这是确认能够防止减速和通过DNA-PKC抑制剂逆转的较慢的另一种方法,这似乎是一种操纵化学抗性的一种非常好的方法。”
在未来的工作中,研究团队将研究细胞如何感知复制叉应力以及哪些蛋白质DNA-PKC与哪些蛋白质相互作用以减慢这些叉子。
该研究发表在分子细胞。
进一步探索