Ο καρκίνος δεν προέρχεται μόνο από μεταλλάξεις στα γονίδια, αλλά και από αναστατώσεις στην τρισδιάστατη δομή του DNA. Φανταστείτε μια πόλη όπου οι δρόμοι ξαφνικά εξαφανίζονται, απομονώνοντας γειτονιές από υπηρεσίες ζωτικής σημασίας. Παρόμοιες διαδικασίες συμβαίνουν στα κύτταρα όταν καταρρέει η αρχιτεκτονική του DNA.
Μια νέα μελέτη που παρουσίασε ο Μάρτιν Ρίβας, ερευνητής καρκίνου στο Sylvester Comprehensive Cancer Center του Πανεπιστημίου του Μαϊάμι, στο συνέδριο της Αμερικανικής Εταιρείας Αιματολογίας (ASH), αποκαλύπτει ότι ακόμη και μικρές διαταραχές στην αρχιτεκτονική του γονιδιώματος μπορούν να αυξήσουν τον κίνδυνο εμφάνισης λεμφώματος. Αυτό το εύρημα προσφέρει νέα προοπτική στην κατανόηση και στη θεραπεία των αιματολογικών καρκίνων.
Η έρευνα εισάγει την έννοια της αρχιτεκτονικής καταστολής των όγκων. Πρωτεΐνες όπως οι SMC3 και CTCF όχι μόνο οργανώνουν το DNA, αλλά και προλαμβάνουν δραστικά την εμφάνιση καρκίνου, διατηρώντας τους βρόχους που συνδέουν τους «διακόπτες» των γονιδίων με τα γονίδια ελέγχου. Αν έστω και το ήμισυ των πρωτεϊνών αυτών χαθεί, οι βρόχοι αυτοί ξεκινούν να καταστρέφονται, με αποτέλεσμα να καταστέλλονται κρίσιμα γονίδια που δρουν ως καταστολείς όγκων.
«Γνωρίζαμε εδώ και καιρό ότι οι μεταλλάξεις προκαλούν καρκίνο», ανέφερε ο Ρίβας. «Ωστόσο, αυτή η εργασία δείχνει ότι η αρχιτεκτονική του DNA είναι εξίσου σημαντική. Είναι σαν να χάνεις τα σχέδια ενός κτιρίου κατά τη διάρκεια της κατασκευής του» πρόσθεσε.
Με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης, η ομάδα ανάλυσε τεράστια σύνολα δεδομένων μέσω χαρτών Hi-C, αλληλούχισης RNA και επιγενετικών προφίλ. Αποκάλυψαν ότι η μερική απώλεια των SMC3 ή CTCF δεν καταστρέφει ολόκληρη τη δομή του γονιδιώματος, αλλά αντιθέτως διαβρώνει τους βρόχους που διατηρούν επαφή μεταξύ ενισχυτών και υποκινητών γονιδίων. Χωρίς αυτούς τους βρόχους, τα Β-κύτταρα δεν ωριμάζουν σε πλασματοκύτταρα, δημιουργώντας έτσι ένα ευνοϊκό περιβάλλον για την ανάπτυξη κακοήθειας.
Η τεχνητή νοημοσύνη αποκάλυψε πώς οι αρχιτεκτονικές αλλαγές επηρεάζουν τη γονιδιακή έκφραση και τη μοίρα των κυττάρων.
«Η υπολογιστική βιολογία αποδεικνύει τη δύναμή της», δήλωσε ο Ρίβας. «Η τεχνητή νοημοσύνη μας έδειξε αόρατα μοτίβα – πώς η απώλεια ενός μόνο γονιδίου μπορεί να αναδιαμορφώσει ολόκληρο το τρισδιάστατο τοπίο».
Σημαντική είναι και η αναφορά ότι ασθενείς με διάχυτο μεγάλο λέμφωμα από μεγάλα Β-κύτταρα (ΔΛΜΒΚ) που έχουν χαμηλότερα επίπεδα SMC3 παρουσιάζουν χειρότερη πρόγνωση. Αυτό υποδηλώνει ότι η αρχιτεκτονική του γονιδιώματος μπορεί στο μέλλον να λειτουργήσει ως βιοδείκτης πρόγνωσης και θεραπευτικός στόχος. Αντί να διορθώνουν τις μεταλλάξεις, οι μελλοντικές θεραπείες ίσως εστιάσουν στην αποκατάσταση των βρόχων ή στην προσομοίωση της λειτουργίας τους.
Αυτή η έρευνα αναμορφώνει τη βιολογία του καρκίνου, καθώς επισημαίνει ότι δεν αφορά μόνο τον γενετικό κώδικα αλλά και τη δομή που τον συγκρατεί. Καθιστώντας την αρχιτεκτονική καταστολή των όγκων σαφή, οι επιστήμονες μπορούν να διερευνήσουν νέες θεραπείες που θα ενισχύσουν τη δομή του γονιδιώματος — ένα νέο πεδίο στην ογκολογία.
«Ερχόμαστε σε μια εποχή όπου η θεραπεία του καρκίνου μπορεί να επικεντρώνεται στην αποκατάσταση της αρχιτεκτονικής, και όχι μόνο στην επισκευή των ελαττωματικών γονιδίων. Αυτή είναι μια καθοριστική αλλαγή» κατέληξε ο ερευνητής.
ΠΗΓΗ: Medicalxpress
