Một nghiên cứu gần đây đã làm sáng tỏ một trong những hệ thống sửa chữa DNA khi sử dụng công nghệ nano tiên tiến. Phát hiện này cung cấp những hiểu biết mới về cách các tế bào ung thư có thể trốn tránh điều trị và mở ra khả năng phát triển các liệu pháp điều trị ung thư mới.

Nghiên cứu mới phát hiện ra quy trình sửa chữa DNA mới cản trở điều trị ung thư

Sửa lỗi là rất quan trọng đối với các tế bào do sự cố liên tục xảy ra trong quá trình hoạt động của tế bào. Tuy nhiên, lỗi gây ra có lợi trong nỗ lực tiêu diệt tế bào ung thư. Xạ trị và hóa trị gây ra các khiếm khuyết tế bào bằng cách làm hỏng DNA của tế bào ung thư. Thật không may, một số tế bào khối u sở hữu một hệ thống sửa chữa DNA hiệu quả cao, cho phép chúng thoát khỏi điều trị.

Nghiên cứu mới được công bố trên Cell Reports của Óscar Llorca từ CNIO, Fernando Moreno-Herrero từ CNB và Puri Fortes từ CIMA - Đại học Navarra, đã làm sáng tỏ một trong những hệ thống sửa chữa DNA đặc biệt này. Nhóm nghiên cứu đã tiết lộ chức năng của một kim phân tử bằng phương pháp công nghệ nano tiên tiến, đánh dấu lần đầu tiên nó được quan sát thấy trong hoạt động.

NIHCOLE đối với ung thư gan

Vài năm trước đây, một nhóm nghiên cứu do nhóm Puri Fortes dẫn đầu đã phát hiện khoảng một nửa số bệnh nhân ung thư biểu mô tế bào gan tạo ra một phân tử RNA gọi là NIHCOLE, được tìm thấy chủ yếu trong các khối u ác tính nhất và có liên quan đến một tiên lượng xấu. Fortes, Llorca và Moreno-Herrero đã kết luận rằng NIHCOLE rất hiệu quả trong việc giúp sửa chữa DNA bị hỏng, đó là lý do tại sao xạ trị kém hiệu quả hơn đối với các khối u có mặt nó. Bằng cách loại bỏ NIHCOLE, các tế bào ung thư được điều trị bằng xạ trị sẽ chết dễ dàng hơn.

Tuy nhiên, cơ chế phân tử mà NIHCOLE hỗ trợ sửa chữa các đứt gãy DNA vẫn chưa được biết. Bài báo vừa được xuất bản trên Cell Reports giải thích điều này: “NIHCOLE tạo thành một cầu nối liên kết các đoạn DNA bị hỏng lại với nhau”.

Llorca và Moreno-Herrero giải thích rằng:“NIHCOLE tương tác đồng thời với các protein nhận biết hai đầu của DNA bị phân mảnh, như thể ghim chúng lại với nhau”.

Hiểu cơ chế này có thể giúp phát triển các chiến lược chống ung thư gan với tiên lượng xấu nhất. Các nhà nghiên cứu cho biết: “Việc sử dụng các loại thuốc ức chế NIHCOLE có thể là một liệu pháp mới cho dạng ung thư gan phổ biến nhất”.

Nhíp nano từ tính để kéo dài phân tử DNA

Để hiểu cách thức hoạt động của NIHCOLE, nhóm của Fernando Moreno-Herrero đã sử dụng nhíp từ tính, một kỹ thuật công nghệ nano cho phép nghiên cứu các tính chất vật lý của từng phân tử.

Các nhà nghiên cứu đã thiết kế một phân tử DNA bắt chước DNA bị hỏng, cho phép họ phát hiện điểm nối giữa hai đầu bị phân mảnh. Đầu tiên, họ gắn một hạt từ tính nhỏ có kích thước một phần nghìn milimét vào một đầu của DNA, sau đó sử dụng nhíp nano từ tính để kéo đầu đó. Chiều dài của đoạn DNA kéo dài cho biết đó có phải là phân tử DNA đã được tái tạo hay không, trong đó các đầu DNA bị đứt đã được nối lại với nhau hay nó vẫn còn bị đứt.

Những dữ liệu trên nhận thấy NIHCOLE mang lại lợi thế cho các tế bào khối u bằng cách giúp chúng sửa chữa các đứt gãy DNA, do đó duy trì sự tăng sinh ác tính của các tế bào ung thư bất chấp sự tích tụ tổn thương DNA do căng thẳng của chính quá trình phân chia tế bào.

Đánh giá bộ gen DNA

NIHCOLE không phải là một loại protein được tổng hợp bởi một gen, mà là một phân tử RNA. Nó là một phần của cái mà các nhà sinh vật học gọi là DNA rác cách đây hai thập kỷ khi bộ gen của con người đang được giải trình tự. Vào thời điểm đó, họ đã lầm tưởng rằng DNA này là vô dụng.

Llorca giải thích: “Một trong những nguyên tắc trung tâm của sinh học là thông tin chứa trong mỗi gen trong DNA được dịch mã thành protein. Vì vậy, các nhà khoa học đã vô cùng sửng sốt khi phát hiện ra rằng chỉ có 2% DNA của chúng ta chứa gen; phần còn lại của bộ gen của chúng ta để làm gì? Không thể tưởng tượng được rằng 98% bộ gen là DNA rác, vô dụng. Trong thập kỷ qua, người ta đã chứng minh rằng một phần của bộ gen tối này tạo ra các phân tử RNA rất dài, một số trong đó có chức năng phổ biến trong bệnh ung thư”.

NIHCOLE là một trong những phân tử RNA dài này, sự tồn tại và chức năng của chúng chỉ mới được phát hiện gần đây đến mức các nhà sinh vật học vẫn còn kinh ngạc. Điều đáng ngạc nhiên là chỉ cần một mẩu NIHCOLE nhỏ để nó hoạt động như một yếu tố phân tử chủ yếu.

Các nhà nghiên cứu cho biết: “Điều này sẽ cho phép phát triển các loại thuốc ngăn chặn hoặc làm biến dạng cấu trúc này, và do đó cải thiện hiệu quả của xạ trị hoặc hóa trị ở bệnh nhân ung thư”.

Tag: ung thư gan NIHCOLE DNA