W St. Jude Children’s Research Hospital udało się odkryć mutacje genetyczne leżące u podstaw śmiertelnego nowotworu dotykającego dzieci – rozlanego glejaka pnia mózgu (DIPG). To wyjątkowo złośliwy nowotwór, na który nie ma obecnie lekarstwa. Dotychczas stosowane metody leczenia, radio- i chemioterapia, są nieskuteczne. Mniej niż 10% pacjentów przeżywa dwa lata od postawienia diagnozy.

Rozlany glejak pnia mózgu (DIPG)

Amerykańscy naukowcy odkryli, że w zdecydowanej większości przypadków DIPG mamy do czynienia z mutacją epigenetyczną H3 K27M. Nie było jasne, jak mutacja ta przekłada się na zmiany w regulacji ekspresji genów. I było dla nas zupełnie niezrozumiałe, dlaczego akurat ta mutacja jest onkogenna w tej chorobie, mówi główna autorka badań, doktor Suzanne Baker, dyrektor Brain Tumor Research Division.

Mutacja H3 K27M pojawia się w genie kodującym histony. Histony to białka wiążące DNA, stanowiące dla niego rodzaj opakowania, dzięki któremu DNA może zmieścić się w niewielkich przestrzeni jądra komórkowego. Niezwykle zagadkowy był fakt, że ta mutacja działa tak selektywnie w glejaku pnia mózgu i innych glejakach u dzieci, podczas gdy histon H3 jest ważny dla DNA w każdej komórce ciała, dodaje Baker.

Na potrzeby swoich badań naukowcy stworzyli linię myszy genetycznie zmodyfikowanych w ten sposób, że można u nich było selektywnie włączać i wyłączać mutacje w komórkach mózgu. Do badań wykorzystano myszy, u których zmutowany gen wykazywał taki sam poziom ekspresji, co zmutowane geny u osób cierpiących na DIPG.

Badania na myszach okazały się sukcesem. Stwierdzono, że mutacja powoduje, iż neuronalne komórki macierzyste stają się bardziej aktywne w pewnym szczególnym momencie rozwoju mózgu. To pozwala wyjaśnić, dlaczego DIPG dotyka dzieci, których mózgi wciąż się rozwijają. Ponadto naukowcy zauważyli, że H3 mutacja K27M współdziała z dwiema innymi mutacjami napędzającymi DIPG. Jedna z nich powoduje utratę biała p53, które jest supresorem nowotworowym, zaś druga mutacja ma miejsce w genie kodującym receptor PDGFRα i jest znana z tego, że prowadzi do pojawiania się nowotworów. Połączenie wszystkich wspomnianych mutacji prowadziło do gwałtownego rozwoju nowotworu u myszy.

W naszym modelu indukowaliśmy tę mutację tak, by dochodziło do ekspresji w całym centralnym układzie nerwowym, a potem obserwowaliśmy, które komórki były najbardziej podatne na pojawienie się guza, informuje doktor Baker. Ku zdumieniu naukowców, gdy mutacja H3 K27M została, wraz z dwiema pozostałymi mutacjami, wprowadzona do całego mózgu, przyspieszyła ona formowanie się guzów w pniu mózgu. Co ważne, guzy, które rozwinęły się u myszy, były bardzo podobne do ludzkich guzów DIPG.

Gdy porówna się próbki guzów DIPG pobranych od ludzi, to znajdziemy tam tak wiele różnic, że bardzo trudno jest stwierdzić, która część ekspresji genów zostaje zmieniona przez mutację K27M. Dzięki modelowi mysiemu byliśmy w stanie przeprowadzić badania, jakich nie można w prosty sposób przeprowadzić na próbkach pobranych od ludzi, cieszy się Baker.

 

 

 

Źródło: St. Jude Children’s Research Hospital, KopalniaWiedzy