Senstant mūsų organizmui, keičiasi ir cheminiai DNR žymenys. Naujas tyrimas atskleidžia, kad šis vadinamasis „dreifas“ žarnyno kamieninėse ląstelėse kyla dėl uždegimo ir sutrikusio ląstelių signalų perdavimo. Manoma, kad tai padeda paaiškinti, kodėl su amžiumi didėja storosios žarnos vėžio rizika.
Tarptautinė mokslininkų komanda šį procesą pavadino su senėjimu ir gaubtinės žarnos vėžiu susijusiu dreifu (angl. Aging and Colon Cancer-Associated drift, ACCA). Jis susijęs su DNR metilinimo pokyčiais, kurie gali „įjungti“ arba „išjungti“ genus nekeisdami pačios DNR sekos. Tokie pokyčiai vadinami epigenetiniais.
Šiuo atveju dreifas lemia palaipsnį genų, slopinančių navikų formavimąsi, nutildymą. Dėl to ilgainiui vis daugiau žarnyno ląstelių tampa imlesnės vėžio vystymuisi, dar gerokai prieš realiai susiformuojant navikams.
„Mes stebime epigenetinį modelį, kuris su amžiumi tampa vis ryškesnis“, – aiškina molekulinis biologas Francesco Neri iš Turino universiteto Italijoje.
Remdamiesi jau žinomais faktais, jog epigenetinis dreifas siejamas su vėžiu, o storosios žarnos vėžio rizika didėja su amžiumi, mokslininkai ištyrė tiek sveikų žmonių storosios žarnos audinius, tiek vėžinių navikų pavyzdžius. Jie ieškojo pasikartojančių DNR metilinimo modelių.
Paaiškėjo, kad vyresnio amžiaus žmonių audiniuose ir vėžiniuose audiniuose matyti panašūs genų nutildymo pėdsakai, rodantys bendrą, panašiai veikiantį procesą.
Vėlesni bandymai su pelių modeliais ir laboratorijoje augintais miniatiūriniais žarnyno audiniais – organoidais – leido nustatyti, kas iš tiesų skatina šį dreifą ir kaip jis plinta. Tyrėjai patvirtino, kad šis procesas yra būdingas būtent žarnynui.
Tyrimo centre atsidūrė vadinamosios žarnyno kriptos – nedidelės kišenėlės žarnyno gleivinėje, kuriose yra kamieninės ląstelės, nuolat atnaujinančios žarnyno sienelę. Eksperimentai parodė, kad ACCA dreifas prasideda būtent šiose kamieninėse ląstelėse ir plečiasi kriptoms dalijantis ir plintant.
Kas vyksta šiose ląstelėse? Didesnis uždegimas, susilpnėję augimo signalai ir sumažėję geležies atsargos sutrikdo metilinimo „tvarkymo“ procesus. Dėl to tam tikri genai išjungiami taip, kad ląstelės tampa palankesnė terpė vėžiui vystytis.
„Laikui bėgant audinyje susidaro vis daugiau sričių su senesniu epigenetiniu profiliu“, – aiškina molekulinė biologė Anna Krepelova iš Turino universiteto. – „Dėl natūralaus kriptų dalijimosi šios sritys nuolat plečiasi ir gali didėti daugelį metų.“
„Kai ląstelėse trūksta geležies, ant DNR išlieka klaidingi žymenys. Ląstelės praranda gebėjimą šiuos žymenis pašalinti“, – priduria ji.
Kai kriptos, valdomos kamieninių ląstelių, dalijasi ir dauginasi, audinyje vis labiau plinta „senesnio“, vėžiui imlesnio epigenetinio profilio lopinėliai. Taip ilgainiui žarnyne atsiranda vis daugiau nesveikų, rizikingų zonų.
Uždegimas, geležies pusiausvyros sutrikimai ir susilpnėję augimo signalai gali smarkiai paspartinti epigenetinį dreifą. Tai reiškia, kad žarnyno senėjimas ir didesnis polinkis į vėžį gali prasidėti anksčiau, nei manyta iki šiol.
Šios pavojingos zonos skiriasi tarp skirtingų žmonių, kaip ir individuali vėžio rizika. Tačiau dabar aiškiau suprantama, kokiu būdu, senstant, storajai žarnai atsiranda vis daugiau „progų“ navikams formuotis.
Viena viltingiausių tyrimo išvadų – bandant su organoidais, mokslininkams pavyko sulėtinti ir net iš dalies atkurti epigenetinį dreifą padidinant geležies pasisavinimą arba atstatant tam tikrus ląstelių augimo signalus.
„Tai reiškia, kad epigenetinis senėjimas nebūtinai yra fiksuota, galutinė būsena“, – teigia Krepelova. – „Pirmą kartą matome, jog galima reguliuoti pačius senėjimo parametrus, slypinčius giliai ląstelės molekuliniame branduolyje.“
