Naujasis tyrimas sukoncentruotas į įgimtos diskeratozės (dyskeratosis congenita – DCK) ir kitų vadinamųjų telomerų ligų, dėl kurių ląstelės be laiko pasensta, gydymą. Dana-Farber/Bostono vaikų ligoninės vėžio ir kraujo ligų centro tyrėjai identifikavo kelias kandidates – molekules, kurios, atrodo, padeda palengvinti šią negalią. Bet iš pradžių trumpa įžanga, kaip šie sutrikimai sukelia senėjimą ir kitus neigiamas pasekmes sveikatai.
Mūsų chromosomų galuose yra maži „dangteliai“ - telomeros, kurios yra tarsi plastiko antgaliai ant batų raištelių. Šios apsauginės DNR sekos apsaugo genomo DNR, tik bėda, kad kiekvieną kartą ląstelei dalinantis telomeros šiek tiek sutrumpėja, kol galiausiai ląstelė dalintis nebegali ir žūva.
Kamieninės mūsų kūno ląstelės, išlaikančios savo jaunatviškumą, gamina fermentą telomerazę, kuris gali vėl užauginti telomeras. Bet jei telomeros negali būti prižiūrimos, ląstelės susensta anksčiau numatyto laiko, dėl ko kyla įvairiausios ligos – nuo įgimtos diskeratozės (DCK) iki aplastinės anemijos, kepenų cirozės ir plaučių fibrozės.
„Regime tai kaip naują klasę potencialų geriamųjų vaistų, veikiančių kūno kamienines ląsteles. Tikimės, kad atkūrus kamieninių ląstelių telomeras pagerės kraujo, plaučių ir kitų DCK arba kitų su senėjimu susijusių ligų pažeidžiamų organų atsinaujinimas“, - savo tyrimą komentavo mokslininkų grupės vadovas Suneetas Agarwalas
Nuo pat telomerazės atradimo prieš 35 metus (Nobelio premija už šį atradimą įteikta 2009 metais) mokslo bendruomenę jaudina tyrimų rezultatai, rodantys, kad šis fermentas gali būti ne tik senėjimo apgręžimo „rankenėlė“, bet ir gali prisidėti prie tokių ligų, kaip vėžys, kuomet supiktybėjusios ląstelės dalijasi nekontroliuojamai, gydymo. Naujasis mokslinis darbas apjungia daug šioje srityje atliktų tyrimų, kuriuose manipuliuojama telomeraze, išsaugomos telomeros ir kuriami vaistai nuo telomerų ligų.
Tyrimo vadovas S.Agarwalas genų mutacijas tiria jau ne pirmus metus – įkvėpimo jam suteikė PARN geno atradimas, žurnale „Nature Genetics“ aprašytas 2015 metais. DCK liga gali pasireikšti dėl bet kurio iš kelių genų mutacijų.
Šios mutacijos sutrikdo dviejų molekulių – TERT ir TERC – gamybą. Abi šios molekulės susijungia ir sudaro telomerazę. TERT yra kamieninėse ląstelėse gaminamas fermentas, tuo tarpu TERC veikia kaip pasikartojančių telomeros sekų kūrimo šablonas. Abi šias molekules veikia daug kitų genų, iš kurių vienas ir yra PARN.
Ankstesnė S.Agarwalo studija parodė, kad PARN veikia kaip svarbus TERC apdorojimo ir stabilizavimo elementas. Tačiau bet kokios PARN mutacijos sumažina TERC ir telomerazės gamybą, todėl telomeros trumpėja greičiau nei turėtų. Naujoje studijoje ši tema nagrinėjama nuodugniau, sutelkiant dėmesį į PAPD5 — jis veikia priešingai nei PARN ir destabilizuoja TERC.
„Pamanėme, kad paveikę PAPD5, galėtume apsaugoti TERC ir atkurti tinkamą telomerazės balansą“, - sakė tyrimo bendraautorė Neha Nagpal.
Komanda atliko plačią PAPD5 inhibitorių paiešką. Buvo patikrinta daugiau nei 100 000 žinomų cheminių medžiagų. Pradinis perspektyviausių 480 cheminių medžiagų sąrašas buvo smarkiai sumažintas iki vos kelių. Tad šie inhibitoriai buvo išbandyti su DCK pacientų kamieninėmis ląstelėmis. Ir šios medžiagos padidino TERC lygį bei atkūrė normalų telomerų ilgį.
Tada tyrėjai, tikrindami medžiagų saugumą ir specifiškumą, atliko bandymus su gyvūnais. Jie sukėlė DCK sukeliančias PARN mutacijas žmonių kraujo kamieninėse ląstelėse, o tada transplantavo jas pelėms, kartu su PAPD5 inhibitoriais. Rezultatai pranoko visus lūkesčius, nes PAPD5 inhibitoriai pelėse padidino TERC lygį ir atkūrė telomerų ilgį be kokio nors pašalinio poveikio.
Komanda nori savo tyrimą tęsti ir panaudoti PAPD5 inhibitorius, ieškant vaistų nuo ligų, kurias sukelia sutrikusi telomerų veikla. Ir gal apgręžiant patį senėjimo procesą. Dvi šiuo atžvilgiu perspektyvios medžiagos, BCH001 ir RG7834, tiriamos toliau.
Visas tyrimas buvo publikuotas „Cell Stem Cell“ žurnale.
