Необычные изменения в активности вашей ДНК могут привести к раку. Исследователи используют эти знания для создания методов лечения, которые могут устранить эти изменения.
Что такое эпигенетика?
Хотя у клеток есть определенные функции для различных частей вашего тела, ДНК внутри них почти одинакова. Что отличает их, так это то, как и когда они включают или выключают наборы генов.
Клетки могут контролировать и активировать или деактивировать нужные им гены посредством эпигенетических изменений. Это небольшие изменения ДНК и белков в хромосомах клетки. Эти изменения временно регулируют то, как клетки используют информацию о ДНК, не изменяя последовательность вашей ДНК. Вашему телу нужна эпигенетика, чтобы правильные гены были включены в правильные клетки.
Изменения, вызывающие рак
Рак может развиться, когда эпигенетические изменения идут не так, как надо. Они могут воздействовать на две основные группы генов с раковыми соединениями - онкогены и гены-супрессоры опухолей. Онкогены могут стать слишком активными, а гены-супрессоры опухолей могут измениться или исчезнуть.
Ваши клетки - не единственное, что может вызвать эпигенетические изменения, также известные как эпимутации. Такие вещи, как курение, недостаточная физическая нагрузка, наркотики, диета, химические вещества или радиация в окружающей среде, могут вызвать аномальные изменения в активности ваших генов или ДНК за пределами генов, что может привести к раку.
Ваши родители также могут передавать эпигенетическую информацию. Врачи называют это «трансгенерационным наследованием».
Что означает эпигенетика для лечения рака
По мере того, как ученые узнают больше об эпигенетических изменениях в раковых клетках, они пытаются создать методы лечения, которые обращают их вспять. Одна из лучших сторон этих методов лечения заключается в том, что они не убивают клетки, в отличие от химиотерапии и облучения. Они просто регулируют работу клеток, атакуя (или подавляя) определенные ферменты (белки).
Ученые в основном изучают препараты, называемые ингибиторами ДНК-метилтрансферазы (DNMT) и ингибиторами гистондеацетилазы (HDAC). Эти препараты обещают лечение некоторых видов рака, но те, что доступны сейчас, похоже, не работают против солидных опухолей.
Ингибиторы ДНК-метилтрансферазы (DNMT)
Метилирование ДНК определяет, насколько активен ген. Гены включены, когда мало метилирования. Гены выключены, когда много метилирования. При раке гены-супрессоры опухолей обычно сильно метилированы. Целью ингибиторов ДНК-метилтрансферазы (DNMT) является восстановление активности генов, включая гены-супрессоры опухолей.
Доступны два вида:
- Азацитидин (Видаза)
- Децитабин (Дакоген)
Врачи используют их для лечения таких состояний, как миелодиспластический синдром и острый миелоидный лейкоз. Эти препараты мешают ферментам, вызывающим метилирование, отключать другие части ДНК. К сожалению, эти препараты также очень быстро разрушаются в организме, часто менее чем за час. Они могут сделать вашу иммунную систему менее эффективной и повредить ДНК.
Зебуларин - новый захватывающий препарат, который исследуют исследователи, поскольку он безопаснее, стабильнее и эффективнее. Он работает аналогично доступным сейчас ингибиторам DNMT и снова активирует гены в раковых клетках.
Ингибиторы гистондеацетилазы (HDAC)
Гистоны - это тип белка, который организует ДНК так, чтобы она вписывалась в хромосомы. Эпигенетические факторы, которые изменяют гистоны, делают ДНК читаемой или нечитаемой. Ацетилирование гистонов - один из способов сделать ДНК читаемой, что повышает активность генов. Деацетилирование гистонов делает ген нечитаемым и заглушает его. Большая активность деацетилирования гистонов происходит в различных видах раковых клеток. Ученые полагают, что это связано с молчанием генов-супрессоров опухолей и репарации ДНК.
Ингибиторы деацетилазы гистонов (HDAC) должны уменьшать деацетилирование гистонов, что помогает супрессорам опухоли быть более активными. В настоящее время врачи используют следующие ингибиторы:
- Белиностат (Белеодак)
- Панобиностат (Фарыдак)
- Ромидепсин (Истодакс)
- Вориностат (Золинза)
Хотя эти методы лечения эффективны при раке крови, таком как лейкемия, миелома и лимфома, у них есть недостатки. Они повреждают костный мозг и могут снизить количество клеток крови. Они также могут вызывать побочные эффекты, такие как диарея и усталость. Тот факт, что эти препараты идут после каждого HDAC, а не только тех, которые воздействуют на раковые клетки, вероятно, является одной из причин этих побочных эффектов.
Эпигенетика и другие методы лечения рака
Иногда врачам приходится одновременно использовать разные виды лечения рака. Эпигенетические препараты хорошо сочетаются с лучевой и химиотерапией. Лекарства могут сделать раковые клетки более чувствительными к этим методам лечения, заставив их работать лучше и с большей вероятностью предотвратить рецидив рака.
Ваш врач также может использовать более одного эпигенетического препарата одновременно. Дозы лекарств, которые вы получаете, часто намного ниже, что может ограничить побочные эффекты. Но их объединение может сделать их более мощными.
Врачи также говорят, что метилированные гены в глиобластомных опухолях головного мозга могут сделать раковые клетки более чувствительными к лечению препаратом темозоломид (Темодар).