Българи в международен екип от 13 учени с пробив в изследванията за потискане на развитието на тумори
Проучена е функция на ключов белтък - мишена на мощна противоракова терапия с PARP-инхибитори
Поправка на увредена ДНК
Нови, още по-ефективни лекарства срещу рак ще бъдат разработени след фундаментално откритие на 13 учени, двама от които са българи. Нашите молекулярни биолози са част от международен екип от 13 специалисти, които са разкрили нова функция на ключов белтък - мишена на мощна таргетна противоракова терапия PARP-инхибиторите.
Д-р Радослав Александров и доц. Стойно Стойнов от Института по молекулярна биология на БАН (ИМБ-БАН) от лабораторията по геномна стабилност и център за модерна микроскопия “Sofia Eurobioimaging Center for Advanced Light Microscopy” са работили заедно с колегите си от още 7 водещи европейски научни института, сред които и ИМБ-БАН.
Изследователите са направили откритие, което хвърля светлина върху ролята на физични процеси като фазовото разделяне в поправката на ДНК, която пък предпазва организма от развитието на рак. Събитието е описано подробно в едно от трите най-престижни списания в света на биологията - CELL. Международният екип, част от който са и д-р Александров и доц. Стойнов е публикувал статия за това как кондензацията на PАRP1 белтъка задържа краищата на увредена ДНК, за да позволи нейната поправка, и как инхибиторите на PАRP1, едни от най-мощните съвременни противоракови лекарства (olaparib), повлияват този процес.
Българските членове на екипа са изследвали как мутации в PАRP1 променят кинетиката му на натрупване при ДНК повреди в живи клетки. Изследванията от българска страна са финансирани от Националната Пътна Карта за Научна Инфраструктура към Министерство на образованието и науката и Фонд “Научни изследвания”.
Публикуваното изследване в CELL е на тема “PARP1-DNA co-condensation drives DNA repair site assembly to prevent disjunction of broken DNA ends”.
“Двигателят на екипа ни, ако може да го наречем така, е Biotec към Техническия университет в Дрезден. Комбинирахме изследванията според екпертизата си, за да може да разнищим цялата история”, каза пред “Труд news” д-р Радослав Александров. “ДНК е основният носител на наследствената информация, материалният носител наследствената информация в нашите клетки. Във всяка една наша клетка обаче ДНК претърпява увреждания, тоест тази информация не е “нечуплива”. Тя ежедневно претърпява увреждания, които, ако клетката не ги поправи, са в основата на някои много тежки заболявания. За да се справят с този проблем нашите клетки са еволюирали механизми, с помощта на които да откриват когато се случи увреждане в ДНК”, каза д-р Александров. “Това изследване, в което участвахме, разкри, че един много ключов клетъчен белтък, който се нарича PARP1, при разкъсване на двойната спирала на ДНК, е точно този белтък, който отива веднага при краищата на скъсаната ДНК и ги държи близко един до друг, за да може след това клетката да ги свърже обратно, което до този момент не се знаеше как става”, обясни още д-р Александров.
Установеният белтък PARP1, който екипът от международни учени разкрива, че има подобна функция, е таргет на клас противоракови лекарства, които се наричат PARP-инхибитори. “PARP-инхибиторите вече са навлезли в клиничната практика, но техният механизъм на действие не е абсолютно изучен. Те са ефективни и се прилагат при пациенти, но откритият механизъм чисто фундаментално добавя нова страница, цял нов аспект към механизма на действие на PARP-инхибиторите”, заяви д-р Александров.
Надеждите на учените са, че откритието им ще спомогне за създаването на нови и още по-ефективни лекарства срещу рак от този клас PARP-инхибитори, защото вече има яснота кога тези инхибитори действат добре и кога не би трябвало да се прилагат.
По-ниска токсичност в сравнение с конвенционалната химиотерапия и лъчелечение
Гореща тема в молекулярната онкология
PARP-инхибиторите са противоракови лекарства, които селективно потискат растежа на тумори с дефицити в капацитета за поправка на ДНК, като биват одобрявани за нарастващ брой индикации. По-задълбоченото разбиране на механизмите на действие на PARP-инхибиторите, както и на функцията на тяхната мишена PARP1 представляват гореща тема в молекулярната онкология.
Според публикация в Medinfo на наши специалисти от УСБАЛ по онкология и Университета “Проф. д-р Асен Златаров”, гр. Бургас, механизмът на действие на PARP-инхибиторите им придава висока специфичност и по-ниска токсичност по отношение на здравата тъкан в сравнение с конвенционалната химиотерапия и лъчелечение. Този клас медикаменти показва обещаващи резултати срещу тумори с дефект в системата за хомоложна рекомбинация, дължащ се на патогенни мутации в BRCA1 и BRCA2. В статията на Medinfo са цитирани данни от проучване от 2018 г., публикувано в European Journal of Cancer, които показват, че общите разходи за онкология в Европа през 2018 г. възлизат на 199 млрд. евро, като от тях разходите за България са 587 млн. евро.
Това е микроскопската система Andor Revolution спининг диск конфокална система, на която българските учени са направили своята част от изследването, публикувано в научното списание CELL. Оказва се, че България е една от малкото държави в света, която разполага с такава апаратура. Ръководител на лабораторията и ръководител на микроскопския център е доц. Стойно Стойнов. Известно е, че Andor Revolution спининг диск конфокална система работи и лаборатория в Принстън.
Пробив за България
Кандидатстваме за нов център с водещите институти „Макс Планк“ и „Кюри“
Участвахме в екип от учени, който показа механизма на поправката на ДНК, когато ДНК се повреди, защото това е много важно, за да не се предизвиква рак, заяви пред “Труд news” Ръководителят на лабораторията и ръководител на микроскопския център доц. Стойно Стойнов от Института по молекулярна биология на БАН. “Нашата част от изследването бе относно белтъкът PARP1, който е въведен в тези процеси”, обясни още доц. Стойно Стойнов.
Българските учени са изследвали мутации, тъй като генът мутира и се произвеждат белтъци, които не са функционални в една или друга степен, и как въпросните белтъци променят този процес. Изследвано е как при процеса на натрупване на този белтък мястото на уврежданията на ДНК се променя. Най-важното е, че подобни проучвания се правят на много малко места по света, подчерта доц. Стойно Стойнов. Той посочи, че лабораторията по геномна стабилност е търсена от научни колективи от чужбина заради центъра за модерна микроскопия “Sofia Eurobioimaging Center for Advanced Light Microscopy”.
Амбицията на българските учени е да получат одобрение заедно с водещите институти “Макс Планк” и “Кюри” за изграждане на нов център за биомедицински изследвания. “Институт “Кюри” са и с болница за лечение на рак на гърдата и са номер едно в Европа и желанието ни е да пренесем техния опит тук, каза доц. Стойно Стойнов. Пробивът за България, ако нашите учени успеят да получат финансиране, ще е огромен, защото финансирането е до 15 млн. евро от Европейския съюз, а хората ще получат шанс да се лекуват успешно. Държавата ще трябва да даде приблизително същата сума, но хората ще получат шанс да се лекуват, ако не дай боже се разболеят, каза доц. Стойнов.
Световно признание
Статията в едно от най-престижните научни списания в света CELL е разработка на 13 учени от различни държави и е предизвикала огромен интерес в медицинските среди по цял свят. Сред изследователите в проекта, продължил няколко години, са и българските експерти д-р Радослав Александров и доц. Стойно Стойнов от Института по молекулярна биология на БАН.
Откритието
Графичен абстракт, чрез който се показва разкрития в статията механизъм как PARP1 белтъкът задържа краищата на скъсаната ДНК молекула, за да може след това клетката да ги съедини обратно.
Най-съвременни технологии
София е част от микроскопски изследователски консорциум
Институтът по молекулярна биология “Акад. Румен Цанев” (ИМБ) е основател и водеща българска научна институция в областта на молекулярната биология, която се ползва с международна известност и престиж. Центърът за съвременна микроскопия към Института по Молекулярна Биология БАН е част от Euro-BioImaging консорциум, мащабен общоевропейски проект за изследователска инфраструктура, на който България е един от основателите. На 29 Октомври 2019 г. Euro-BioImaging консорциум беше официално признат от Европейската Комисия като ERIC (Европейски Изследователски Инфраструктурен Консорциум) и България е една от членовете основателки на консорциума.
Euro-BioImaging създава и координира инфраструктура за биологична микроскопия и биомедицински образни методи, разпределена в държавите от ЕС.
Центърът за съвременна микроскопия към ИМБ-БАН осигурява свободен достъп на нуждаещите се изследователи от много държави до най-съвременните микроскопски и образни технологии за биомедицински изследвания.