МикроРНК В ДИАГНОСТИКЕ РАКА

Доктор биологических наук Николай КОЛЕСНИКОВ, ведущий научный сотрудник, кандидат биологических наук Сергей ТИТОВ, научный сотрудник, академик Игорь ЖИМУЛЕВ, директор, Институт молекулярной и клеточной биологии СО РАН (Новосибирск) ... Выявлять рак на самых начальных его стадиях - одна из важнейших задач практической медицины: чем раньше это удается, тем больше шансов на излечение. Недавнее открытие нового класса молекул РНК - микроРНК (миРНК) - совершило переворот в наших представлениях о регуляторном потенциале генома и повлекло за собой разработку новых подходов в ранней диагностике онкологических заболеваний. Эти молекулы можно использовать в качестве биомаркеров, помогающих ответить на многие вопросы, в том числе о вероятности развития того или иного типа рака, прогноза рецидива и т.д. Потенциально они могут стать основой и терапевтических средств. ... Рак - очень сложное заболевание, к тому же сопровождающееся высокой летальностью. По данным Всемирной организации здравоохранения ежегодно в мире от него погибают более 7,5 млн. человек. В России на начало 2011 г. на учете в онкологических учреждениях состояли свыше 2,6 млн. пациентов, а к концу того же года уже 2900629, т.е. 2,0% населения страны. Каждый третий раковый больной умирает в течение года после постановки соответствующего диагноза, поскольку злокачественные новообразования в 60% случаев выявляются на III-IV стадиях развития, когда эффективное лечение уже затруднительно. ... Но рак - не приговор, с ним можно и нужно бороться, и при современном уровне медицины он излечим. Главная задача - научиться распознавать зло- ... Схема миРНК-146, вовлеченной в регуляцию иммунной системы и воспалительных процессов. Разными цветами обозначена степень консерватизма нуклеотидной последовательности, в частности, красным - наиболее консервативные нуклеотиды, т.е. сохраняющиеся неизменными на протяжении миллионов лет эволюции. ... Схема детекции миРНК с помощью обратной транскрипции и полимеразной цепной реакции в реальном времени у одного пациента. RFU (Relative Fluorescent Unit) - относительные единицы флуоресценции; U6 - малая РНК, используемая как маркер, по отношению к ней определяют уровень исследуемых миРНК; ревертирование - химическая реакция построения обратной цепи ДНК по РНК; кДНК - комплементарная ДНК, синтезированная по мРНК. ... качественное перерождение клеток на самых ранних стадиях. К сожалению, существующие традиционные методы диагностики этого не позволяют. Поэтому во всем мире ведут поиск более эффективных подходов к решению данной проблемы на основе передовых технологий молекулярной биологии*. Прорыв в этом направлении наметился с недавнего открытия ранее неизвестного класса малых некодирующих молекул РНК - микроРНК (миРНК), которые "дирижируют" множеством биологических функций. К настоящему времени показано, чтодерегуляция экспрессии отдельных микроРНК или их групп, проще говоря, сбой в их "работе" ведет к патологическим состояниям, в том числе и к онкологическим заболеваниям человека. ... "МАЛЫЕ, НО УДАЛЫЕ" ... Напомним, существуют несколько классов РНК-молекул, отличающихся не только структурой, размерами, но и выполняемыми в клетке функциями. Так, информационные РНК (иРНК) служат посредниками, переносящими "сообщения" из ядра в цитоплазму, а, например, рибосомальные РНК (рРНК) регулируют основные этапы белкового синтеза. По сравнению с этими молекулами интересующие нас ми РНК значительно меньше по своим размерам, состоят из одной цепочки, насчитывающей - 22 нуклеотида. Кодируются они небольшими участками ДНК и выявлены в геномах животных, растений и вирусов. Так, у человека обнаружено уже 1600 генов миРНК, способных в целом контролировать работу 60% белок-кодирующих генов. Свою функцию - регулировать экспрессию последних на транскрипционном и посттранскрипционном** уровнях - молекулы миРНК выполняют посредством комплементарного взаимодействия с участками матричной РНК, что приводит к выключению соответствующих генов. ... МикроРНК были открыты профессором Университета штата Массачусетс (США) Виктором Амбросом в 1993 г. у нематоды (круглого червя) как гены, участвующие в регуляции процессов развития, однако сразу не были оценены по достоинству. Но уже в 2001 г. молекулу микроРНК, по версии журнала Science, признали "молекулой года"*** (заметим, что в том же году мировой научной общественности был представлен черновой вариант расшифровки генома человека). Открытие нового класса молекул РНК привело к обнаружению "темной" части генома, мизерной по занимаемому месту (всего 0,001 % генома), но зато играющей ведущую роль в процессах регуляции как в отдельной клетке, так и на уровне организма в целом. ... МиРНК служат "глобальными переключателями" генома, координированно контролируя множественные метаболические пути от момента зарождения организма. Как выяснилось, в одной клетке экспрессируются более 1000 миРНК. Многочисленные данные однозначно свидетельствуют о критической роли этих молекул в ключевых процессах эмбрионального развития, пролиферации и дифференцировки клеток, старения, иммунном и стрессовом ответах.