Ген p53 и белок, который он кодирует с тем же именем, мутируют при многих типах рака, особенно на поздних стадиях рака. Знание «статуса p53» клеток в опухоли, подвергаемой хирургическому лечению, может помочь патологам определить, где удалить ткань и где ее сохранить.
Это, а также тот факт, что новый биомаркер можно использовать для оценки статуса p53 всего за 15 минут, делает его особенно ценным. Напротив, выполнение генетического секвенирования образцов тканей заняло бы дни, и, по крайней мере, на данный момент это не вариант для команды, выполняющей хирургическую процедуру.
Идентичность биомаркера удивила команду, которую возглавляли доценты CSHL Ллойд Тротман и Дэррил Паппин. Ключевой вывод, который они описывают в статье в Cell Reports, – это длина якорной цепи, которая удерживает важную сигнальную молекулу, называемую PI (фосфатидилинозитид), на внутренней мембране клетки.
Якорная цепь становится немного короче, чем обычно, при мутации p53.
Разницу, как выяснила группа ученых, можно обнаружить с помощью масс-спектрометрии, метода, который позволяет точно анализировать составные части образца, оценивая их относительную молекулярную массу. Многие крупные больницы имеют возможность выполнять анализ «масс-спектрометрии» образцов, доставленных непосредственно из операционных, во время выполнения процедур.
Как и большинство других ученых, интересующихся раком, контролируемым молекулами PI, Тротман изначально намеревался внимательно изучить не его закрепляющий «хвост», а, скорее, «голову» молекулы, которая, как было обнаружено 15 лет назад, является клеточным эквивалентом важного транспортного потока. сигнал.
Когда большие молекулы, такие как гормон роста или инсулин (которые слишком велики для проникновения в клетки) стыкуются с рецепторами на поверхности клетки, они запускают каскад событий внутри клеточной мембраны, начиная с таких сигнальных устройств, как молекула PI. Тротман сравнивает его со светофором, отчасти потому, что он имеет три открытых «положения», в которых могут стыковаться другие сигнальные молекулы, что приводит к дальнейшему распространению сигнала внутри клетки.
Большое внимание было сосредоточено на 3-м положении, пятне на «голове» ИП, которое не регулируется при большинстве, если не во всех раковых заболеваниях, и общей точке, из которой отправляются сигналы аномального роста при многих заболеваниях.
Неожиданное открытие для мультидисциплинарной группы заключалось в том, что длина жирнокислотного «фонарного столба», который поддерживает светообразную «голову» молекулы PI, варьировалась в раковых клетках. Помимо Тротмана, исследователя рака, и Паппина, специалиста по масс-спектрометрии, Адам Нагиб, научный сотрудник лаборатории Тротмана, провел множество экспериментов с Дьюлой Бенче, экспертом по масс-спектрометрии в лаборатории Паппина. Профессор CSHL Дэвид Тувсон, заместитель директора Онкологического центра CSHL, и его команда также сыграли важную роль в исследовании.,
Тщательные эксперименты показали, что «фонарные столбы» ИП были нормальными при некоторых раковых заболеваниях; что они также имели нормальную длину в клетках, в которых р53 был полностью удален; но что они были постоянно короче, на 2 или 4 атома углерода, в клетках рака поджелудочной железы из мышиной модели, в которой р53 был мутирован. Возможно, что другие мутации, вызывающие рак, также могут повлиять на длину – вопрос, который будет исследован в будущих исследованиях.
«Что мы хотели бы узнать сейчас, – говорит Тротман, – так это то, важны ли вызванные p53 изменения в молекуле PI для создания или поддержания состояния рака. Если это так, то, помимо мутаций p53, у раковых клеток могут быть другие способы генерировать такие же или связанные изменения. Мы будем искать это в образцах тканей больных раком."