Во многих лабораториях уже несколько лет изучается связь между повышенным содержанием микроРНК в тканях и процессами канцерогенеза. Эти исследования показывают, что некоторые разновидности микроРНК могут провоцировать неконтролируемое деление нормальных клеток и формирование опухолей, однако до недавних пор не было показано, что микроРНК могут участвовать в процессе возникновения метастаз.

Недавно в лаборатории Роберта Вайнберга (Robert Weinberg) его сотрудницей Ли Ма (Li Ma) был проведен ряд экспериментов, в ходе которых ей удалось добиться того, что опухолевые клетки покидали опухоль и перемещались в другие ткани в ответ на изменение концентрации всего лишь одной микроРНК [1].

«Ли продемонстрировала, что специфическая микроРНК способна серьезным образом изменить поведение опухолевых клеток, хотя еще 10 лет назад никто и не думал, что такие короткие РНК могут влиять хоть на какой-то биологический процесс», — говорит Вайнберг [2].

Ма начала с изучения 29 различных микроРНК, содержание которых отличалось в нормальных клетках и клетках опухолей. Она сравнила их экспрессию в клетках собственно опухоли и клетках метастаз. В результате оказалось, что клетки метастаз (взятые у исследуемых пациентов) содержали значительно повышенное количество микроРНК под названием microRNA-10b.

Затем Ма индуцировала экспрессию данных РНК в неметастатических опухолевых клетках рака груди, посредством встраивания в геном этих клеток дополнительных копий соответствующего гена. Она инъецировала измененные клетки в ткани молочных желез мышей, которые вскоре переродились в метастазирующие опухолевые ткани.

Что же приводит к таким драматическим результатам?

МикроРНК блокирует белковый синтез, связываясь с матричной РНК соответствующего гена, запуская тем самым каскад процессов, приводящих в итоге к ее деградации. Ма использовала специальную программу, разработанную в лаборатории Вайнберга, для поиска мишеней связывания microRNA-10b, и определила ряд молекул-кандидатов, включая матричную РНК гена HoxD10.

Обычно белки, кодируемые генами Hox-семейства вовлечены в регуляцию процессов раннего эмбрионального развития организмов. Но некоторые из подобных белков бывают также задействованы и в процессах канцерогенеза. Например, как раз HoxD10 может блокировать экспрессию генов, необходимых опухолевым клеткам для передвижения и заражения других тканей, тем самым предотвращая процесс метастазирования.

Для того, чтобы выяснить, действительно ли Ма удалось снять запрет на передвижение клеток именно в результате ее эксперимента, она повысила содержание белков HoxD10 в исследуемых клетках. После этого клетки утратили способность к перемещению и заражению других тканей.

«Я смогла полностью свести на нет эффект от увеличения концентрации microRNA-10b, предположив, что HoxD10 является ее функциональной мишенью», — объясняет Ма.

«В ходе нормального эмбриогенеза данные микроРНК, очевидно, не дают клеткам перемещаться из одной части эмбриона в другую, — уточняет Вайнберг. — Их исходная функция была позаимствована клетками карцином».

Литература

1. Li Ma, Julie Teruya-Feldstein, Robert A. Weinberg. (2007). Tumour invasion and metastasis initiated by microRNA-10b in breast cancer. Nature. 449, 682-688;
2. MicroRNA convicted of triggering metastasis. (2007). ScienceDaily.