Najnovija istraživanja u području popravka DNA donose revolucionarne spoznaje koje bi mogle unaprijediti liječenje karcinoma, posebno u slučajevima kolorektalnog raka, drugog vodećeg uzroka smrtnosti povezanog s rakom u svijetu. Znanstvenici s prestižnih institucija poput Sveučilišta Oxford i Tehnološkog sveučilišta Nanyang iz Singapura otkrili su ključni mehanizam u popravku oštećene DNA, proces poznat kao nukleofagija, koji ima značajan potencijal za poboljšanje ishoda kemoterapije kod pacijenata oboljelih od raka.

DNA oštećenja mogu biti uzrokovana brojnim faktorima, uključujući UV zračenje, kemikalije iz okoliša te prirodne biološke procese. Klasični mehanizmi popravka DNA usmjereni su na popravljanje unutar stanične jezgre i mitohondrija, gdje se nalazi genetski materijal. Međutim, najnovije otkriće pokazuje da se oštećena DNA može ukloniti iz jezgre putem procesa nukleofagije. Ovaj proces omogućuje eliminaciju oštećenih dijelova DNA kroz stanične otpadne sustave, čime se čuva integritet genoma i produžuje život stanica.

Novi put popravka: nukleofagija i uloga proteina TEX264

Osnovni akter u ovom procesu je protein TEX264, koji prepoznaje oštećenja na DNA i vodi ih prema staničnim organelama odgovornim za razgradnju – lizosomima. TEX264 omogućuje uklanjanje oštećenih dijelova DNA, što je ključno za preživljavanje stanica pod stresom kemoterapije. Ovaj mehanizam omogućuje da se oštećenja DNA uklone prije nego što uzrokuju mutacije koje bi mogle dovesti do stvaranja tumora.

Studije su pokazale da pacijenti s povišenim razinama proteina TEX264 imaju bolje odgovore na terapiju, posebno na liječenje kolorektalnog raka kemoterapijom koja uključuje inhibitore topoisomeraze I, poput FOLFIRI terapije. Ova saznanja omogućuju predviđanje učinkovitosti terapije na temelju razina ovog proteina u tumorskim stanicama, što otvara vrata preciznijim terapijskim pristupima. Znanstvenici vjeruju da bi ciljanje ovog proteina moglo oslabiti tumorske stanice i poboljšati ishode liječenja.

Zebrice: ključni model za proučavanje staničnih procesa

U istraživanjima na zebricama, organizmima čiji je genom izuzetno sličan ljudskom, znanstvenici su uspjeli pokazati kako inaktivacija TEX264 proteina uzrokuje akumulaciju oštećenja DNA. Ovaj model omogućuje praćenje staničnih procesa u stvarnom vremenu, a zahvaljujući transparentnim embrijima i vanjskoj oplodnji, istraživači mogu lako pratiti kako stanice reagiraju na oštećenja DNA. Zebrice pružaju jednostavan i učinkovit model za istraživanje mehanizama oštećenja DNA i njihovog utjecaja na razvoj bolesti.

Ove zebrice korištene su u kombinaciji s naprednim tehnikama kao što su biokemijska analiza, masena spektrometrija i bioinformatika kako bi se precizno utvrdilo kako TEX264 sudjeluje u popravku DNA. Istraživači su također koristili uzorke tkiva pacijenata oboljelih od kolorektalnog raka kako bi potvrdili nalaze sa zebrica, pokazujući da je ovaj proces ključan za očuvanje stabilnosti genoma u kontekstu terapija.

Ključne implikacije za buduće liječenje

Jedno od najvažnijih otkrića je mogućnost blokiranja TEX264 kao strategije za unapređenje kemoterapija. Kombiniranje inhibitora ovog proteina s postojećim lijekovima moglo bi dodatno oslabiti tumorske stanice i spriječiti ih u popravljanju oštećenja DNA, čime bi se povećala učinkovitost terapije. Ovo otkriće ne samo da otvara vrata novim pristupima liječenju kolorektalnog raka, već bi se moglo proširiti i na druge vrste tumora, uključujući rak gušterače, jajnika, dojke i pluća.

Rezultati istraživanja predstavljaju ključni korak naprijed u razumijevanju kako stanice održavaju integritet DNA pod stresom terapija, te nude nadu za pacijente čiji rak pokazuje otpornost na standardne tretmane. Studije u budućnosti će se usmjeriti na daljnje istraživanje uloge nukleofagije u reakciji na kemoterapijske lijekove, s ciljem da se potvrde ovi nalazi i u kontekstu drugih vrsta karcinoma.

Laboratorijska istraživanja i napredne tehnologije

Na Institutu Ruđer Bošković, istraživači su uspostavili vrhunski laboratorij za proučavanje zebrica, koristeći napredne tehnologije poput CRISPR-Cas sustava za genetske manipulacije. Ovo omogućuje stvaranje novih sojeva zebrica koje su ključne za istraživanje ljudskih bolesti. Zebrice su također u skladu sa smjernicama EU komisije za korištenje životinjskih modela u znanstvenim istraživanjima, čime se smanjuje korištenje složenijih modela poput glodavaca. Ovaj model nudi neprocjenjivu pomoć u biomedicinskim istraživanjima, osobito za bolesti poput raka, neurodegenerativnih bolesti i srčanih problema.

Potencijal za korištenje zebrica u laboratorijima širom svijeta dodatno naglašava njihovu vrijednost u modernoj medicini. Znanstvenici diljem svijeta sve više prepoznaju važnost ovog modelnog organizma, što ukazuje na širu primjenu istraživačkih tehnika koje su već razvijene u laboratorijima kao što je Institut Ruđer Bošković.ž

Izvor: Institut Ruđer Bošković