Ανακαλύφθηκαν τμήματα του DNA που ευθύνονται για την εξάπλωσή του καρκίνου

Επιστήμονες εντόπισαν τμήματα του DNA που, λειτουργούν όπως οι κακοί χαρακτήρες στις ταινίες του Τζέιμς Μποντ, σε ό,τι αφορά στον τρόπο που συμβάλλουν στην εξάπλωση και μετάσταση του καρκίνου.

Αυτοί οι μικροσκοπικοί παράγοντες έχουν επίσης αποδειχθεί ότι είναι υπεύθυνοι βοηθώντας τους όγκους να αποκτούν αντίσταση στα αντικαρκινικά φάρμακα.

Η ανακάλυψη αυτών των τμημάτων γενετικού υλικού – γνωστών ως εξωχρωμοσωμικό DNA ή ecDNA – θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στις θεραπείες μερικών από τους πιο επιθετικούς όγκους, που επηρεάζουν τους ανθρώπους σήμερα, προσθέτουν οι ερευνητές.

«Συμπεριφέρονται σαν κακοί σε ταινία του Τζέιμς Μποντ. Στην αρχή, σε μια ταινία, βλέπεις διάφορες εκρήξεις, δολοφονίες και καταστροφές να συμβαίνουν και δεν ξέρεις γιατί συμβαίνουν ή ποιος είναι υπεύθυνος. Μετά, κάποια στιγμή, συναντάς επιτέλους τον κακό που αποκαλύπτεται ότι είναι ο πράκτορας όλου αυτού του χάους» λέει ο γενετιστής του πανεπιστημίου Στάνφορντ Howard Chang.

Εξ ου και ο παραλληλισμός με το ecDNA. Οι επιστήμονες μπορούσαν να δουν κάθε είδους παράξενα, ακαταλόγιστα πράγματα να συμβαίνουν, όγκοι να εξαπλώνονται με απρόβλεπτη ταχύτητα ή καρκίνοι να γίνονται ανθεκτικοί σε φάρμακα που αρχικά ήταν αποτελεσματικά στην επίθεση τους.

«Η ανακάλυψη του πώς συμπεριφέρονται αυτά τα τμήματα του DNA μέσα στο σώμα μας αλλάζει το παιχνίδι», δήλωσε ο καθηγητής Paul Mischel του πανεπιστημίου του Στάνφορντ της Καλιφόρνια, ένας από τους επικεφαλής του προγράμματος.

«Πιστεύουμε ότι είναι υπεύθυνοι για έναν μεγάλο αριθμό από τους πιο προχωρημένους, πιο σοβαρούς καρκίνους που επηρεάζουν τους ανθρώπους σήμερα. Εάν μπορούμε να εμποδίσουμε τις δραστηριότητές τους, μπορούμε να εμποδίσουμε την εξάπλωση αυτών των καρκίνων» σημείωσε.

Πώς λειτουργεί το ecDNA σε ασθενείς με καρκίνο

Αποτελούμενοι από μικροσκοπικούς βρόχους DNA, αυτοί οι γενετικοί «κακοί» επιβιώνουν έξω από τα χρωμοσώματα που είναι οι κύριες αποθήκες γενετικού υλικού των ανθρώπινων κυττάρων και που κατευθύνουν την ανάπτυξη του σώματός και καθορίζουν τα ατομικά χαρακτηριστικά. Η ύπαρξη αυτών των μικρότερων μονάδων αποκαλύφθηκε πριν από χρόνια, αλλά η σημασία τους στον καρκίνο μόλις τώρα εντοπίστηκε.

«Διαπιστώσαμε ότι το τμήμα του ecDNA ενεργεί ως γονίδια που προκαλούν καρκίνο, έχουν με κάποιο τρόπο διαχωριστεί από τα χρωμοσώματα ενός ατόμου και έχουν αρχίσει να συμπεριφέρονται με τρόπους που παρακάμπτουν τους κανόνες της γενετικής», δήλωσε ο Howard Chang.

«Τώρα, επιτέλους, αποκαλύψαμε τους παράγοντες αυτών των γεγονότων. Είναι το ecDNA», πρόσθεσε ο Chang.

Η ανακάλυψη αποτελεί μέρος μιας μεγάλης πρωτοβουλίας, γνωστής ως Cancer Grand Challenges, η οποία υποστηρίζεται από την Cancer Research UK και το Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου των ΗΠΑ.

Έχει συσταθεί για να χρηματοδοτήσει διεπιστημονικά ερευνητικά προγράμματα που θα μπορούσαν να αναπτύξουν νέες οδούς για την αντιμετώπιση του καρκίνου.

Σε αυτήν την περίπτωση, έχει παράσχει 20 εκατομμύρια λίρες για τη χρηματοδότηση των εργασιών για τη συμμετοχή του ecDNA στους καρκίνους και έχει συμπεριλάβει ομάδες χημικών, βιολόγων, γενετιστών, μαθηματικών και ανοσολόγων – με έδρα την Καλιφόρνια, το Λονδίνο και άλλα κέντρα – που συνεργάζονται για να δείξουν πώς αυτοί οι μικροί βρόχοι του DNA προκαλούν τέτοια βιολογική βλάβη.

Τα τελευταία χρόνια, οι επιστήμονες έχουν δείξει ότι οι όγκοι εμφανίζονται επειδή κάτι πάει στραβά με τα φυσιολογικά γονίδια σε ένα κύτταρο και προκαλούν ανεξέλεγκτη διαίρεση αυτού του κυττάρου.

Το τελικό αποτέλεσμα είναι ένας όγκος. Αυτά τα γονίδια είναι γνωστά ως ογκογονίδια και μπορούν να αντιμετωπιστούν από μια σειρά φαρμάκων και θεραπειών.

«Ωστόσο, η αντίσταση σε αυτά τα φάρμακα ή θεραπείες εμφανίζεται συχνά μετά από λίγο, και αυτό επιτρέπει στον καρκίνο να επιστρέψει. Τώρα ανακαλύψαμε ότι, σε ορισμένες από τις πιο επιθετικές μορφές καρκίνου, τα ογκογονίδια δεν είναι εκεί που νομίζαμε ότι ήταν.

»Στην πραγματικότητα βρίσκονται σε εξωχρωμοσωμικό DNA», είπε ο Mischel. «Το ευάλωτο γονίδιο εξαφανίστηκε γρήγορα όταν απειλήθηκε από τα φάρμακα για τον καρκίνο και κρύφτηκε στο ecDNA. Μετά επανεμφανίστηκε όταν ήταν ασφαλές για να αρχίσει να προκαλεί ξανά ζημιά.»

Από αυτή την άποψη, το ecDNA δεν είναι απλώς ένας κακός. Είναι εγκληματικός εγκέφαλος. «Μπορεί σχεδόν να εξαφανιστεί εντελώς από έναν όγκο και μετά να επανέλθει αφού ο ασθενής σταματήσει τις θεραπείες με φάρμακα», είπε ο καθηγητής Charlie Swanton του Ινστιτούτου Φράνσις Κρικ στο Λονδίνο. «Προσφέρει σχεδόν άπειρη προσαρμοστικότητα.»

Ωστόσο, οι επιστήμονες είναι βέβαιοι ότι θα μπορέσουν να βρουν τρόπους αφαίρεσης του ecDNA από τους ασθενείς.

«Πρέπει να σημειωθεί ότι το ecDNA είναι χαρακτηριστικό του καρκίνου και όχι υγιών ιστών, οπότε γεννά ελπίδες ότι όταν βρούμε τρόπους να το αφαιρέσουμε –μέσω φαρμάκων ή κάποιας μορφής θεραπείας– τότε δεν θα έχει δυσάρεστες παρενέργειες», είπε η Dr Mariam Jamal-Hanjani του Ινστιτούτου Καρκίνου του University College London.

«Το κρίσιμο σημείο είναι ότι μόλις βρούμε την αιτία του προβλήματος, τότε είναι δυνατό να αναπτυχθούν και να δοκιμάσουμε όλα τα είδη φαρμάκων και θεραπειών για να το αντιμετωπίσουμε».

«Τώρα ψάχνουμε να εντοπίσουμε την αχίλλειο πτέρνα του ecDNA και έχουμε εντοπίσει μια πρωτεΐνη που βοηθά στη συγκράτηση του.

»Ανακαλύψαμε επίσης ένα φάρμακο που έχει μια πολλά υποσχόμενη επίδραση σε αυτήν την πρωτεΐνη. Και τα επόμενα χρόνια, θα δοκιμάσουμε πολύ περισσότερα μέχρι να βρούμε το καλύτερο για να αντιμετωπίσουμε το ecDNA και να σταματήσουμε τις προκαρκινικές δραστηριότητές του. Θα πάρει χρόνο, αλλά είμαι σίγουρος ότι θα φτάσουμε εκεί» υπογράμμισε ο Howard Chang.