Pyknóny - ďalšia regulačná vrstva v DNA? ..... (viac)

Tichý svedok nástupu mnohopočetného myelómu ..... (viac)

B-bunkové klony - včasné markery chronickej lymfocytovej leukémie ..... (viac)

Probiotiká - súčasť chemoterapeutickej liečby ..... (viac)

Akútna lymfoblastická leukémia u detí na krídlach IKAROSa ..... (viac)

Leukemické niky narúšajú správanie normálnych buniek ..... (viac)

Ďalší gén zodpovedný za rakovinu prsníka ..... (viac)

Odlišnosti v génoch opravy DNA zvyšujú riziko Hodgkinovej choroby ..... (viac)

Selén môže spomaliť postup AIDS ..... (viac)

Ako sa bunky vysporiadajú so zlomenými chromozómami ..... (viac)

----------------------------------------------------------------------------------

Pyknóny - nekódujúce časti ľudského genómu

Ľudský genóm je napriek prítomnosti približne 25000 génov zložený najmä zo sekvencií, ktoré nekódujú žiadne proteíny. Tento nepomer viedol vedcov k hypotéze, že práve v týchto oblastiach môžu byť ukryté oblasti dôležité pri regulácii transkripcie (prepis do RNA) a translácie (preklad do aminokyselinového poradia v proteíne). V štúdii, zameranej na identifikáciu krátkych sekvencií v kódujúcich a nekódujúcich oblastiach ľudského genómu boli identifikované špecifické sekvenčné motívy, ktoré sa vyskytujú v genóme v sto až tisíc opakovaniach. Boli pomenované pyknóny, podľa gréckeho slova „hustý“. Medzi pyknóny boli zaradené fragmenty DNA, dlhšie ako 16 bázových párov, ktoré sa v genóme nachádzali viac ako 40 krát a minimálne jedna kópia pyknónu sa musela nachádzať v 5' neprekladanej oblasti génu (5' UTR), v kódujúcej sekvencii (CR), alebo v 3' neprekladanej oblasti génu (3' UTR). Celkovo bolo v ľudskom genóme identifikovaných až 127 996 pyknónov. Keďže sa jedna alebo viac kópií pyknónov nachádza vo viac ako 90% všetkých známych génov (5' UTR, CR, alebo 3' UTR), naznačuje to silnú väzbu medzi nekódujúcou a kódujúcou sekvenciou v genóme. Hlbšie analýzy ukázali polarizáciu výskytu pyknónov v génoch asociovaných so špecifickými biologickými procesmi (napr. DNA replikácia, oprava DNA, transkripcia, metabolické procesy a iné), kde bol pozorovaný signifikantne vyšší alebo signifikantne nižší výskyt pyknónov. Rovnako zaujímavým poznatkom je aj priemerná vzdialenosť medzi za sebou nasledujúcimi pyknónmi, ktorá je v rozmedzí medzi 18 a 31 nukleotidmi. Na základe preferencie tejto vzdialenosti, ktorá je podobná ako v prípade postranskripčného utlmovania génovej expresie (PTGS), sa predpokladá funkcia pyknónov práve v komplexnej postranskripčnej regulácii expresie génov. Analýzou oblastí v bezprostrednej blízkosti pyknónov bolo identifikovaných približne 400000 možných sekundárnych RNA štruktúr (vláseniek), z ktorých boli pyknóny identifikované v 30% vláseniek. Dĺžka vláseniek ležala v intervale 60 až 80 nukleotidov, s väzobnou energiou -30 kcal/mol. Značné množstvo týchto vláseniek je lokalizovaných v intrónoch známych génov, sú teda súčasťou transkribovanej oblasti. Na základe týchto poznatkov, môžeme uvažovať o regulačnej vrstve, založenej na výskyte pyknónov, pôsobiacej prostredníctvom neprekladaných oblastí génov a kódujúcej sekvencie génov a postranskripčného utlmovania génovej expresie.

Podľa zdroja: Rigoutsos I, Huynh T, Miranda K, Tsirigos A, McHardy A, Platt D. Short blocks from the noncoding parts of the human genome have instances within nearly all known genes and relate to biological processes. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006 Apr 25;103(17):6605-10 spracoval Tomáš Krivulčík

----------------------------------------------------------------------------------

 

Tichý svedok nástupu mnohopočetného myelómu

Mnohopočetný myelóm je malígne ochorenie bielych krviniek typu plazmatických buniek. Je už dávno známe, že toto ochorenie je spojené s prítomnosťou monoklonálnej gamapatie neznámeho významu (MGUS - monoclonal gammopathy of undetermined significance). To, kedy dochádza k rozvinutiu tohto sprievodného javu nebolo doteraz známe, pretože väčšina pacientov s mnohopočetným myelómom nemala vyšetrovanú krv ešte pred prepuknutím tejto choroby.
Na identifikovanie MGUS v krvi niekoľko rokov pred diagnostikovaním mnohopočetného myelómu sa zameral americký vedec Dr. Landgren a jeho kolegovia, ktorým sa podarilo získať vzorky krvi z amerických skríningových centier zapojených do skríningových testov rakoviny prostaty, pľúc, hrubého čreva a vaječníkov (Prostate, Lung, Colorectal and Ovarian – „PLCO Cancer Screening Trial“). V týchto skríningových centrách sa od roku 1992 uchovávajú vzorky krvi zdravých aj chorých jedincov za účelom výskumu včasných markerov, ktoré sprevádzajú vznik rakoviny. Zo 77.000 prítomných vzoriek vedci vybrali 71 vzoriek krvi ľudí, u ktorých sa neskôr vyvinul mnohopočetný myelóm. Keď tieto vzorky analyzovali na prítomnosť MGUS, takmer v každej dokázali jeho prítomnosť, v niektorých prípadoch skôr než 10 rokov pred diagnostikovaním mnohopočetného myelómu.
Podobnej analýze vedci podrobili aj prediagnostické krvné vzorky získané z armádnych zdrojov. Výsledky boli rovnaké ako v prvej analýze – v 27 – 30 prípadoch diagnostikovaných neskôr ako mnohopočetný myelóm sa ukázalo, že ochoreniu predchádzal MGUS.
Vedcom sa teda podarilo zistiť, že monoklonálna gamapatia (MGUS) je prekurzovým štádiom mnohopočetného myelómu a je možné pomocou nej identifikovať pacientov s vysokým rizikom vzniku mnohopočetného myelómu. No to, či existujú pacienti u ktorých sa vyvinie mnohopočetný myelóm bez prítomnosti MGUS, stále zatiaľ nie je známe.

Podľa zdroja: Landgren O, Kyle RA, Pfeiffer RM, Katzmann JA, Caporaso NE, Hayes RB, Dispenzieri A, Kumar S, Clark RJ, Baris D, Hoover R, Rajkumar SV. Monoclonal gammopathy of undetermined significance (MGUS) precedes multiple myeloma: a prospective study. Blood, prepublished online January 29, 2009 spracovala Michaela Fajtová

----------------------------------------------------------------------------------

B-bunkové klony ako včasné markery chronickej leukocytovej leukémie

Chronická lymfocytová leukémia (CLL) je rakovinové ochorenie krvi, pre ktoré je charakteristické nahromadenie bielych krviniek, tzv. B-buniek, v krvi a v kostnej dreni pacienta. Hoci je CLL najčastejšou formou leukémie u dospelých v západných krajinách, len veľmi málo sa vie o tom, čo je príčinou vzniku tohto ochorenia a ako sa vyvíja. Výsledky najnovších štúdií však môžu pomôcť lepšie pochopiť mechanizmus vzniku tohto ochorenia. Pomocou prietokovej cytometrie sa podarilo identifikovať v krvi zdravých jedincov malé B-bunkové klony s povrchovým fenotypom, ktorý je podobný fenotypu CLL a tento stav bol nazvaný ako monoklonálna B-bunková lymfocytóza (MBL). Ďalšie štúdie následne poukázali na to, že pacienti s MBL, ktorí mali zvýšené hladiny B-bunkových klonov, mali aj vyššie riziko, že sa u nich vyvinie CLL.
Vychádzajúc zo spomínaných štúdií sa výskumná skupina vedená Olou Landgren snažila otestovať predpoklad, že MBL predchádza CLL. Pomocou prietokovej cytometrie a molekulárnych analýz testovala vzorky krvi 45 pacientov s CLL, ktorí mali k dispozícii zmrazené vzorky svojej krvi ešte z obdobia pred diagnostikovaním leukémie. Priemerný čas medzi získaním prediagnostickej krvi a diagnostikovaním CLL bol 3 roky. Z celkového počtu pacientov 45 sa im vo vzorkách zmrazenej krvi 44 pacientov podarilo dokázať prítomnosť B-bunkových klonov pred diagnostikovaním CLL. Následne porovnávali CLL klony s prediagnostickými klonmi jednotlivých pacientov, pričom sa im nepodarilo zistiť medzi nimi takmer žiadne rozdiely. Tieto zistenia sú v súlade s predpokladom, že prediagnostické klony MBL sa postupne vyvinú na klinicky detekovatelnú CLL.
Táto štúdia poukázala na to, že väčšina pacientov s CLL má vo svojej krvi prítomné B-bunkové klony v rozpätí 6 mesiacov až 6 rokov pred klinicky rozoznateľnou leukémiou, ktoré môžu reprezentovať akési prekurzorové štádium. Je však potrebné uskutočniť ďalšie štúdie, ktoré by poskytli podrobnejší náhľad na patogenézu MBL a prediktorov pre CLL progresiu. Lepšie poznanie mechanizmov, ktoré sprostredkovávajú proliferáciu B-bunkových klonov a ich prežívanie môže pomôcť lepšie pochopiť patofyziológiu MBL a CLL a umožní identifikáciu nových molekulárnych cieľov pre liečbu.

Podľa zdroja: Ola Landgren, M.D, Ph.D., Maher Albitar, M.D., Wanlong Ma, M.S., Fatima Abbasi, M.S., M.P.H., Richard B. Hayes, Ph.D., Paolo Ghia, M.D., Ph.D., Gerald E. Marti, M.D., Ph.D. and Neil E. Caporaso, M.D.,. B-cell Clones as Early Markers for Chronic Lymphocytic Leukemia. N Engl J Med, 2009; 360:659-67 spracovala Katarína Együdová

----------------------------------------------------------------------------------

Probiotiká - súčasť chemoterapeutickej liečby

Antimetabolit 5-fluorouracil (5-FU) patrí do skupiny cytostatík, ktoré sa používajú na liečbu nádorov kolorekta, žalúdka, hlavy a krku. 5-FU inhibuje tymidylát syntetázu (TS) a tým zabraňuje syntéze tymínu. Nedostatok tymínu spôsobí zastavenie syntézy DNA a tým dochádza k zastaveniu delenia buniek. Mechanizmus pôsobenia 5-FU nie je špecifický, a preto môže 5-FU ovplyvňovať aj zdravé bunky, ako napr. enterocyty lemujúce tenké črevo. Narušenie syntézy DNA v bunkách črevného epitelu a v hemopoetickom systéme môže viesť k vzniku mukozitídy – čiže zápalu sliznice, ktorá sa vyskytuje až u 80% pacientov s rakovinou. Mukozitída je spojená s bolesťami v bruchu, nevoľnosťou, zvracaním, zápchou, anorexiou, dehydratáciou a s črevnými a systémovými infekciami. Na prevenciu črevných infekcií sa často spolu s chemoterapeutickými liekmi využívajú antibiotiká, ale ich použitie môže umožniť rezistentným patogénnym baktériám kolonizovať črevo. Preto je nevyhnutné nájsť nový spôsob liečby mukozitídy.
Probiotiká sú definované ako živé organizmy, ktoré sa po užití usídlia v čreve a tým priaznivo ovplyvňujú skladbu črevnej mikroflóry. V súčasnosti sa probiotiká využívajú hlavne pri liečbe vírusových hnačiek, hnačiek, ktoré spôsobuje baktéria Clostridium difficile, hnačiek spôsobených antibiotickou liečbou a u alergických ochorení. Okrem týchto aplikácií sa čoraz viac študuje využitie probiotík ako podpornej liečby pri chemoterapii.
Novo-identifikovaný probiotický kmeň Streptococcus thermophilus (TH-4) sa ukázal ako účinný pri ochrane gastrointestinálneho epitelu pred enteroinvazívnym kmeňom Escherichia coli a pri redukcii závažnosti a dĺžky trvania akútnej hnačky u malých detí.
Tým vedcov, vedených Eleanor J. Whitford z Austrálie, uskutočnili štúdiu, v ktorej podávali pacientom liečených 5-fluorouracilom probiotický kmeň TH-4 a sledovali zmeny na sliznici lačníka (jejunum – stredná časť tenkého čreva). U pacientov, ktorý probiotický kmeň neužívali vznikol na sliznici zápal – čiže vypukla mukozitída a u pacientov, ktorý užívali probiotický kmeň došlo k skľudneniu sliznice. Otázkou stále zostáva, či bude mať tento probiotický kmeň taký istý ochranný účinok na celé hrubé črevo ako mal na lačník.
Ešte stále zostáva veľa nezodpovedaných otázok ohľadne používania probiotík, ktoré čakajú na svoje zodpovedanie, ale jedno je isté už v súčasnosti - probiotiká majú terapeutický potenciál u pacientov s rakovinou.

 

Podľa zdroja: WHITFORD, E.J. – CUMMINS, A.G. – BUTLER, R.N. – PRISCIANDARO, L.D. – FAUSER, J.K. – YAZBECK, R. – LAWRENCE, A. – CHEAH, K.Y. – WRIGHT, T.H. – LYMN, K.A. – HOWARTH, G.S. 2009. Effects of Streptococcus thermophilus TH-4 on intestinal mucositis induced by the chemotherapeutic agent, 5-Fluorouracil (5-FU). Cancer Biol Ther, 8: 505-511 spracovala Lenka Wachsmannová

 

 

----------------------------------------------------------------------------------

Akútna lymfoblastická leukémia u detí na krídlach IKAROSa

Akútna lymfoblastická leukémia (ALL) je najčastejším typom detskej leukémie. Ročne sa diagnostikuje u 1 z 29.000 detí. Úspešnosť liečby ALL u detských pacientov pomocou v súčasnosti dostupnej terapie je 80%, avšak u viac ako 20% pacientov sa choroba vráti a doba prežívania nepresahuje 5 rokov. Preto sa skupina amerických vedcov pracujúcich na štúdii Children's Oncology Group zamerala na identifikáciu genetických markerov, pomocou ktorých by bolo možné predpovedať návrat choroby (relaps) u pacientov s ALL.
Vedci podrobili genetickej analýze (sekvenovanie, DNA microarray chip) DNA leukemických buniek odobratých 221 deťom v čase stanovenia diagnózy, za účelom výskumu genetických abnormalít v týchto bunkách. Zistili, že mutácie v géne ikaros (alebo ikzf1) sú s vysokou frekvenciou spojené s relapsom u pacientov s ALL. Prognostická významnosť mutácií v ikaros géne sa potvrdila aj nezávislou genetickou analýzou DNA leukemických buniek z 258 detí zo St. Jude Children's Research Hospital (Memphis) liečených na ALL odlišnou liečbou ako v prípade detí prvej skupiny. Predchádzajúce výskumy ukázali, že ikaros gén kóduje IKAROS proteín, ktorý reguluje aktivitu mnohých iných génov zodpovedných za vývoj jedného typu bielych krviniek – B lymfocytov.
Pomocou techniky DNA chipovej analýzy vedci ďalej zistili, že v leukemických bunkách chorých detí boli aktívne podobné gény ako v kmeňových bunkách, čo naznačuje, že leukemické bunky majú vlastnosti nezrelých buniek a pravdepodobne preto je ich odstránenie liečbou neúspešné.
Hoci spôsob, akým mutovaný proteín IKAROS spôsobuje relaps ALL u detských pacientov nie je známy a taktiež mutácie v ikaros géne nie sú uniformné, môže byť test na dôkaz poškodenia tohto génu v budúcnosti použitý na odhalenie ALL pacientov s vysokým rizikom relapsu a následne bude možné podať takýmto pacientom vhodnejšiu terapiu.

Podľa zdroja: Mullighan CG, Su X, Zhang J, Radtke I, Phillips LAA, Miller CB, Ma J, Liu W, Cheng C, Schulman BA, Harvey RC, Chen I, Clifford RJ, Carroll WL, Reaman G, Bowman WP, Devidas M, Gerhard DS, Yang W, Relling MV, Shurtleff SA, Campana D, Borowitz MJ, Pui C, Smith M, Hunger SP, Willman CL, Downing JR, and the Children's Oncology Group. Deletion of IKZF1 and Prognosis in Acute Lymphoblastic Leukemia. NEJM. 2009 Jan 29;360(5):470-80 spracovala Michaela Fajtová

 

 

----------------------------------------------------------------------------------

Leukemické bunky vytvárajú v kostnej dreni niky, ktoré narúšajú správanie normálnych hematopoetických progenitorových buniek.

Domovom hematopoetických progenitorových buniek (HPC), ktoré dávajú vznik jednotlivým krvným bunkám v procese krvotvorby, je vysoko špecifické mikroprostredie v kostnej dreni, ktoré sa nazýva hematopoetická nika. Nika reguluje prežívanie, delenie a diferenciáciu týchto progenitorových buniek. Hoci hrá hematopoetická nika dôležitú úlohu pri regulácii normálnej hematopoézy, najnovšie výsledky dokazujú, že poškodená nika môže významne prispieť k vzniku niektorých ochorení, ako sú napríklad aj leukémie.
Je známe, že hostiteľské mikroprostredie (nika) v danom tkanive ovplyvňuje proliferáciu a metastázovanie nádorových buniek, ale len veľmi málo sa vie o zmenách, ktoré navodzuje nádor v danom mikroprostredí, a ako tieto zmeny ovplyvňujú správanie normálnych, nenádorových buniek. Najnovšie experimenty poukázali na to, že rast leukemických buniek narúša hematopoetickú niku zdravých HPC a vytvára abnormálne prostredie, ktoré priťahuje a izoluje transplantované ľudské CD34+ progenitorové bunky. Výsledkom toho je pokles počtu transplantovaných buniek a strata ich schopnosti mobilizácie do periférnej cirkulácie. Hlavným faktorom zodpovedným za priťahovanie HPC do malignej niky je pravdepodobne stem cell factor (SCF), ktorý je produkovaný leukemickými bunkami.
Experimenty boli uskutočnené na myšiach, u ktorých bola navodená leukémia. Po transplantácii CD34+ buniek leukemickým myšiam sa tieto bunky usídlili v kostnej dreni, ale na netypických miestach. CD34+ bunky však nezotrvali na mieste prvotného usídelnia, ale bola pozorovaná ich migrácia do oblastí kostnej drene, ktorá už bola osídlená leukemickými bunkami. Zvláštnosťou bolo, že tieto bunky migrovali do aberantnej niky, aj keď tá vykazovala zníženú expresiu stem cell-derived factor 1 (SDF-1), ktorý je najdôležitejším faktorom, ktorý zabezpečuje priťahovanie HPC z periférnej krvi do kostnej drene. Z toho sa dá predpokladať, že nádor vytvoril novú malignú niku, ktorá je schopná priťahovať CD34+ bunky aj iným mechanizmom. Potvrdili to aj opačné pokusy, kedy boli zdravej myši transplantované najprv CD34+ bunky, ktoré osídlili zdravú niku, a následné navodenie leukémie u týchto myší opäť viedlo k priťahovaniu buniek do malignej niky. Hoci maligná nika prekonala zdravú niku v priťahovaní CD34+ buniek, nebola však schopná udržať počet týchto buniek a tieto tiež stratili schpnosť mobilizácie do periférnej krvi.
Ďalšou snahou bolo zistiť, čo sa podieľa na priťahovaní transplantovaných CD34+ buniek do malignej niky. Využitím metód molekulárnej biológie, ako Western blotting a PCR metódy sa podarilo dokázať, že leukemické bunky produkujú stem cell factor (SCF), ktorý je rastovým faktorom a chemoatraktantom pre HPC. Taktiež následné imunohistochemické farbenie potvrdilo jeho vysokú produkciu v malignej nike. Definitívnym dôkazom, že práve SCF sa podieľa na priťahovaní CD34+ transplantovaných buniek do malignej niky bolo použitie neutralizačných protilátok, ktoré vyblokovali SCF, čo následne zabránilo priťahovaniu CD34+ buniek do malignej niky, počet buniek neklesal a tiež si zachovali schopnosť mibilizácie.
Táto štúdia poukázala na to, že proliferácia leukemických buniek v kostnej dreni mení mikroprostredie, kroré sa tam nachádza a vedie k vytvoreniu malignej niky. Taktiež, že leukemické bunky v malignej nike sú zdrojom faktorov, ako SCF, ktoré priťahujú transplantované CD34+ progenitorové bunky do malignej niky. CD34+ bunky nachádzajúce sa v malignej nike potom vykazujú abnormálne správanie. Tieto poznatky by mohli pomôcť zlepšiť postupy a výsledky transplantácii kostnej drene a krvných buniek. Je však nevyhnutné uskutočniť dalšie šúdie venované tejto problematike a tiež potvrdiť výsledky získané na myšom modely u ľudí.

Podľa zdroja: Colmone A, Amorim M, Pontier AL, Wang S, Jablonski E, Sipkins DA. 2009. Leukemic Cells Create Bone Marrow Niches That Disrupt the Behavior of Normal Hematopoietic Progenitor Cells. Science 322, 1861-5 spracovala Katarína Együdová

 

----------------------------------------------------------------------------------

Ďalší gén zodpovedný za rakovinu prsníka

Rakovina prsníka je jednou z najčastejších foriem rakoviny u žien a je príčinou smrti približne u 20% žien trpiacich rakovinou. Molekulárny mechanizmus vzniku tohto druhu rakoviny je v súčasnosti predmetom intenzívneho štúdia. Mutácie v génoch BRCA1 a BRCA2 vedú k zvýšenej náchylnosti k vzniku rakoviny prsníka.
APC (adenomatous polyposis coli) gén je jedným z génov potláčajúcich vznik rakoviny a jeho mutácia vedie k vzniku rakoviny hrubého čreva a to jednak dedičnej formy rakoviny hrubého čreva – familiárnej adenomatóznej polypózy (FAP), ako aj spontánne sa vyskytujúceho kolorektálneho karcinómu. V súčasnosti sa ukazuje, že mutácia tohto génu môže viesť aj k iniciácii vzniku rakoviny prsníka. APC gén má dôležitú funkciu v regulácii Wnt signálnej dráhy. Táto signálna dráha je v prípade mutácie v APC géne zapnutá a vedie k nekontrolovateľnému množeniu buniek a tým k vzniku rakoviny. Mutácie v APC géne sú veľmi časté, a preto vystupuje na povrch otázka, prečo len niekedy vedú k vzniku rakoviny prsníka.
Skupina vedená doktorom Mari Kuraguchiho z Harvard-Partners centra pre genetiku a genomiku prišli na to, že len určité APC mutácie (len v určitej pozícii) majú za následok vznik rakoviny prsníka. Je to z toho dôvodu, že hlavnou úlohou APC proteínu vo Wnt signálnej dráhe je regulácia β-katenínu. Väčšina mutácii v APC géne má za následok vznik skráteného APC proteínu neschopného regulovať β-katenín, ale jednotlivé mutácie sa líšia mierou tejto neschopnosti. K vzniku rakoviny prsníka vedú len tie mutácie, pri ktorých si APC proteín zachová určitú mieru schopnosti regulovať hladinu β-katenínu.
APC mutácie sa vyznačujú existenciou určitej korelácie medzi miestom mutácie a jej prejavom. V prípade identifikovania presnej pozície mutácií vedúcich k vzniku rakoviny prsníka, by bolo možné presymptomatickou diagnostikou, ktorá sa uskutočňuje u pacientov podozrivých z familiárnej adenomatóznej polypózy, určiť mieru rizika vzniku rakoviny prsníka a tým zlepšiť ich vyhliadky na úspešnosť liečby a dlhšie prežitie.

Podľa zdroja: Kuraguchi, M. - Ohene-Baah, N.Y. – Sonkin, D. – Bronson, R.T. - Kucherlapati, R. 2009. Genetic Mechanisms in Apc-Mediated Mammary Tumorigenesis. PloS Genet 5: e1000367 spracovala Lenka Wachsmannová

 

----------------------------------------------------------------------------------

 

Odlišnosti v génoch opravy DNA zvyšujú riziko Hodgkinovej choroby

Vedci z Texaskej univerzity objavili spojitosť medzi génmi, ktoré zabezpečujú opravu DNA a Hodgkinovou chorobou. Hodgkinova choroba, nazývaná aj Hodgkinov lymfóm, je rakovina lymfatických uzlín. Hodgkinov lymfóm ma tendenciu šíriť sa postupne, z jednej lymfatickej uzliny do ďalšej. Môže sa tak rozšíriť aj do orgánov mimo lymfatického systému. Tento typ rakoviny postihuje najčastejšie ľudí vo veku od 15 do 30 rokov a starších ľudí vo veku okolo 60 rokov. Každoročne je na svete diagnostikovaných 62 000 nových prípadov Hodgkinovej choroby, ktorá môže končiť smrťou.
Gény opravy DNA sa podieľajú na udržiavaní zdravých buniek, opravujú poškodenia DNA, tým zabraňujú ich hromadeniu, ktoré by ináč mohlo viesť ku karcinogenéze. Vedci zistili, že v génoch XPC, XPD, XPG, XRCC1 a XRCC3, ktoré sa zúčastňujú rôznych procesov opravy DNA, sa nachádzajú u ľudí odlišnosti. Tieto odlišnosti, nazývané polymorfizmy, sledovali vo vzorke 200 ľudí chorých na Hodgkinovu chorobu a 220 zdravých ľudí. Niektoré polymorfizmy sa opakovane vyskytovali u ľudí postihnutých touto chorobou. Polymorfizmy v spomínaných piatich génoch zúčastňujúcich sa opravy môžu zvyšovať riziko vzniku Hodgkinovej choroby 4 a viac násobne. Uvedené polymorfizmy sa budú môcť využiť v prevencii tejto zákernej choroby a v skorej diagnostike, vďaka ktorej dochádza k vyliečeniu až 95% pacientov.

Podľa zdroja: Randa El-Zein, Claudia M. Monroy, Carol J. Etzel, Andrea C. Cortes, Yun Xing, Amanda L. Collier, and Sara S. Strom. Genetic polymorphisms in DNA repair genes as modulators of Hodgkin disease risk. CANCER, 2009; DOI: 10.1002/cncr.24205 spracovala Zuzana Mydlíková 

 

----------------------------------------------------------------------------------

 

Selén môže spomaliť postup AIDS

Selén je stopový prvok, potrebný pre normálny priebeh metabolických pochodov v organizme. Vo viacerých experimentoch bola dokázaná jeho schopnosť zabrániť rozvoju rôznych typov rakoviny. Na rozdiel od iných prvkov, ktoré sa viažu na určité bielkoviny a upravujú tak ich aktivitu, selén sa včleňuje do bielkovín v podobe aminokyseliny zvanej selenocysteín. Takéto proteíny, tzv. selenoproteíny, sú obzvlášť dôležité na zníženie stresu vyvolaného infekciou, a tak spomaľujú šírenie nákazy.
Po infikovaní hostiteľa vírus rýchlo odbúrava selenoproteíny, aby sa mohol účinne rozmnožovať. Zatiaľ nie je jasné, akým spôsobom je vírus schopný umlčať tieto bielkoviny. Dr. Prahbu a jeho kolegovia sa domnievajú, že vinníkom by mohol byť kľúčový proteín zvaný Tat, ktorý vzniká pôsobením stresu v dôsledku rýchleho rozmnožovania vírusu v bunkách.
Tat je jedným z vyše 14 proteínov produkovaných HIV počas prvého štádia infekcie. Náplňou práce týchto bielkovín je spustenie expresie všetkých ostatných génov potrebných pre samotnú existenciu vírusu. Tat zohráva takisto dôležitú úlohu pri replikácii vírusu. Jedným z proteínov, ktoré ovplyvňujú Tat je selenoproteín tioredoxín reduktáza (TR1). Na základe týchto poznatkov v skupine dr. Prabhu vznikla myšlienka zistiť, či sa organizmus dokáže lepšie vysporiadať s vírusom, ak sa zvýši expresia selenoproteínov, ktoré sú cieľom pôsobenia HIV.
Vedci najskôr izolovali bunky z krvi zdravých dobrovoľníkov, ktorí neboli postihnutí HIV a takéto bunky vystavili pôsobeniu vírusu. V ďalšom kroku pridali malé množstvo selénovej zlúčeniny, seleničitanu sodného, k bunkovej kultúre a skúmali jeho účinok na schopnosť vírusu množiť sa. Výsledky ukazujú, že pridanie selénu spomalilo najmenej 10-násobne replikáciu vírusu v porovnaní s bunkami, ku ktorým selén pridaný nebol. Keď vedci selektívne znížili tvorbu TR1 selenoproteínu, pozorovali 3,5-násobné zrýchlenie množenia vírusu. Fakty potvrdzujú, že zvýšenie expresie TR1 negatívne ovplyvňuje replikáciu HIV, kým zníženie expresie pomáha vírusu účinnejšie sa množiť. TR1 narúša chemickú štruktúru Tat, čo spôsobuje zníženú schopnosť rozmnožovať sa.
Podobné výsledky výskumu by mohli byť kľúčom k úplnému pochopeniu funkcie selénových proteínov, čo by mohlo byť nástrojom k zefektívneniu liečby pacientov s HIV.

Podľa zdroja: P. Kalantari, V. Narayan, S. K. Natarajan, K. Muralidhar, U. H. Gandhi, H. Vunta, A. J. Henderson and K. S. Prahbu. Thioredoxin eductase-1 negativly regulates HIV-1 transactivating protein Tat-dependent transcription in human macrophages. The Journal of Biological Chemistry, 283, 33183-33190, November 28, 2008 spracovala Dominika Mániková

 

----------------------------------------------------------------------------------

Ako sa bunky vysporiadajú so zlomenými chromozómami

Vedci z Inštitútu Biochémie Maxa Plancka objavili nový spôsob ako bunka odpovedá na pretrvávajúce poškodenie DNA. Potom ako je poškodenie DNA bunkovým systémom zaznamenané, zlomený chromozóm je podrobený rozsiahlemu preskenovaniu s cieľom nájsť homologickú sekvenciu a zlom je následne presunutý do jadrovej membrány bunky.
Centrálnou molekulou života je DNA, ktorá predstavuje genetický plán nášho organizmu. Zároveň je však táto dôležitá molekula neustále vystavená pôsobeniu mnohých poškodzujúcich látok. Závažné poškodenie DNA môže viesť k vzniku nádorového ochorenia, degeneratívnym ochoreniam a predčasnému starnutiu. Medzi najzávažnejší a v niektorých prípadoch až pre bunku smrteľný typ DNA poškodenia patria dvojvláknové zlomy. Jednoduchý dvojvláknový zlom môže spôsobiť smrť bunky, alebo vyvolať chromozomálne prestavby vedúce k vzniku nádorového ochorenia. Preto bunky v priebehu evolúcie vytvorili DNA opravné systémy, ktoré im pomáhajú sa s poškodením, čo najefektívnejšie vysporiadať.
Oprava dvojvláknových zlomov DNA môže v princípe prebehnúť dvomi spôsobmi. Prvý spôsob predstavuje tzv. nehomologické spájanie koncov DNA, pri ktorom sú zlomené konce DNA jednoducho nanovo spojené. Druhým spôsobom je homologická rekombinácia, ktorá je omnoho presnejšia, no na svoju opravu potrebuje úsek homologickej sekvencie z druhého nepoškodeného chromozómu, ktorá potom slúži ako predloha na opravu poškodenej časti. Je to akoby ste mali dve identické knihy, no v jednej chýba istá strana a na to, aby ste zistili, čo na tej strane bolo, otvoríte druhú knihu, tú nepoškodenú.
Pomerne rozsiahle množstvo informácií o tom, ako bunka zaznamenáva poškodenie DNA a ako ich opravuje, je už dnes známych. No otázky ako bunka dokáže nájsť práve homologické sekvencie, ktoré využije na opravu zlomu DNA a ako sa vysporiada s pretrvávajúcim poškodením, neboli zodpovedané až do februára tohto roku, kedy skupina vedcov pod vedením Stefana Jentscha, vedúceho Oddelenia molekulárnej bunkovej biológie, prišla so zaujímavým zistením.
Tím Dr. Jentscha využil na svoj experiment ako model kvasinky, ktoré sa už štandardne používajú na zodpovedanie mnohých otázok v biológii. Pripravili kmeň, v ktorom je umelo možné vytvoriť dvojvláknový zlom DNA a následne sledovať, čo sa so zlomom bude v priebehu času diať. Prekvapivo, po niekoľkých hodinách spozorovali mimoriadne zaujímavý jav a síce, že zlomený úsek DNA sa presunul do oblasti jadrovej membrány bunky. Vedci predpokladajú, že tento prenos môže byť obranným mechanizmom bunky pred chybnou, alebo nežiadúcou rekombináciou, ktorá, ak nepodlieha kontrole, môže mať pre bunku katastrofické následky vyúsťujúce či už k vzniku nádorového ochorenia alebo bunkovej smrti.
Ďalšie prekvapujúce zistenia nenechali na seba dlho čakať. Študenti Dr. Jentscha, Marian Kalocsay a Natalie Hiller, sa podujali rozlúštiť molekulárne detaily celého diania, teda ako je takéto dlhotrvajúce poškodenie DNA rozpoznané, spracované a nakoniec presunuté do jadrovej membrány. Jeden z prvých proteínov podieľajúcich sa na oprave dvojvláknových zlomov DNA prostredníctvom homologickej rekombinácie je Rad51. Mechanizmus ako však tento proteín pracuje v mieste dvojvláknového zlomu, priniesli až výsledky tohto výskumu. V snahe nájsť homologickú sekvenciu a opraviť dvojvláknový zlom, množstvo Rad51 proteínu v mieste poškodenia v priebehu jednej hodiny narastá a rovnomerne pokrýva obidve strany zlomu až po čase obalí celý chromozóm, čo je podstatne väčšia plocha než sa dosiaľ predpokladalo. Nečakane, Rad51 proteín sa nachádza len na poškodenom chromozóme, „nepreskakuje“ na iné chromozómy. Z pohľadu autorov tejto práce a výsledkov je to vôbec prvý opis rozsiahleho chromozómového skenovania homológie, ktorý bol dosiaľ urobený priamo v bunke. Je to teda jeden z najzáhadnejších javov v oblasti opravy dvojvláknových zlomov DNA a výrazne prispieva k poznaniu procesu opravy DNA homologickou rekombináciou.
Posledným zaujímavým zistením, ktoré vedci v súvislosti s procesom homologickej rekombinácie prinášajú, je spôsob aktivácie Rad51 proteínu prostredníctvom ďalšieho partnera. Tým je histón H2A.Z. Históny sú malé proteíny, tvoriace nukleozómy, okolo ktorých je ovinutá DNA. Ako ukázali Kalocsay a Hiller, v skorých štádiách opravy DNA je H2A.Z histón inkorporovaný do blízkosti zlomu DNA a predstavuje iniciačný bod pre opravu. V neskorších štádiách sa na H2A.Z. viaže malý modifikačný proteín SUMO, ktorý posúva zlom do spomenutej jadrovej membrány. Bunky, ktorým z nejakého dôvodu chýba H2A.Z histón sú mimoriadne citlivé k vzniku dvojvláknových zlomov DNA, čo nasvedčuje, že tento histón zohráva v oprave tohto typu poškodenia dôležitú úlohu.

Podľa zdroja: Marian Kalocsay, Natalie Jasmin Hiller and Stefan Jentsch. Chromosome-Wide Rad51 Spreading and SUMO-H2A.Z-Dependent Chromosome Fixation in Response to a Persistent DNA Double-Strand Break. Molecular Cell, 33, 335%u2013343, February 13, 2009 DOI: 10.1016/j.molcel.2009.01.016 spracovala Dana Vigašová