Некодуюча частина геному людини, так звана «сміттєва» ДНК, виявилася важливим джерелом пептидів-антигенів, які можна використовувати для імунотерапії раку, з'ясувала група вчених з Канади. Вони придумали і опублікували в журналі методику, яка дозволяє вдосконалити цей процес.
Наша імунна система вміє вишукувати ракові клітини і знищувати їх самостійно, але в деяких випадках вона їх не помічає - з таких «невидимих» клітин і виходять пухлини. Але якщо пояснити їй що саме треба шукати - дати «понюхати» що-небудь, притаманне тільки раковим клітинам, вона, як собака-шукач, зможе їх розпізнати і винищити. У цьому полягає суть протиракової імунотерапії. «Ніс» і «зуби» імунної системи - це її T-лімфоцити, які перевіряють клітини на наявність підозрілих фрагментів білків. Клітини мають на своїй поверхні так званий Головний Комплекс гістосумісності (ГКГ), до якого прикріплені антигени, пептиди з цієї клітини. Якщо лімфоцит знаходить клітку з ГКГ з антигеном, який він навчений розпізнавати, то руйнує її. Вчені придумали підсовувати дендритним клітинам - тренерам, що натаскують лімфоцитів - ракоспецифічні антигени, які ті не помітили самостійно, і тим самим активувати на них імунну відповідь. Через складнощі пошуку на даний момент виявлено не дуже багато ефективних антигенів відповідних для створення вакцин.
Група вчених на чолі з Селін Льомон (Celine Laumont) з університету Монреаля придумала новий спосіб знаходити пептиди, які підходять для навчання імунної системи. Зараз найчастіше для цього використовують так звану реверсивну імунологію, коли на підставі екзомного секвенування знаходять у ракових клітинах характерні для них мутантні ділянки генів, а потім відфільтровують ті, продукти яких можуть добре зв'язуватися з ГКГ. При цьому велика частина знайдених антигенів виявляються «пустушками» через те, що метод не враховує інші стадії взаємодії ГКГ з антигеном крім пов'язування, так що доводиться додатково верифікувати кандидатів додатковими методами. У підсумку кількість потенційних мішеней для активації імунної системи виявляється невеликою.
При цьому в розрахунок беруться зазвичай тільки мутантні антигени, тоді як незмінені послідовності, що експресуються тільки в ракових клітинах, залишаються за бортом аналізу. Також з пошуку виключаються некодуючі шматки генома, наприклад міжгенні ділянки або інтрони. Останні займають більшу частину геному, можуть містити масу ракових мутацій і в принципі брати участь у транскрипції і потім у білковому синтезі. Ліквідувавши ці два недоліки існуючої методології, дослідники знайшли нові перспективні антигени.
Для цього секвенували всю РНК двох ліній ракових клітин і проаналізували двома способами. Перший був спрямований на пошук активних генів з однонуклеотидними ракоспецифічними замінами в кодуючій послідовності. Другий же був спрямований на те, щоб виявити будь-які ділянки РНК, які в обіллі водилися в ракових і були відсутні в звичайних клітинах. Пошук відповідних кандидатів по об'єднаній базі таких фрагментів і подальша валідація результатів дали для однієї лінії ракових клітин 14 потенційних антигенів, а для іншої 7. Виявилося, що більша їх частина вийшла через трансляцію некодуючих областей геному і була б пропущена при використанні стандартного протоколу.
Після цього дослідники перевірили ефективність п'яти найперспективніших пептидів на мишах. Вони імунізували їх дендритними клітинами з цими антигенами і потім вкололи ракові клітини. З контрольними мишами проводили ті ж маніпуляції, але дендритні клітини були без відповідних антигенів. Три кандидати виявилися особливо вдалими: вони помітно продовжили мишам життя, а рівень Т-клітин, навчених на пошук цих антигенів, виявився вище контрольного. Потім вони перейшли від експериментів на мишах до семи людських первинних ракових ліній і аналогічним способом знайшли 22 потенційних антигенів, з яких два були мутантними, а інші знову ставилися до неправильно експресованих.
Новий метод дозволив істотно розширити наші уявлення про потенційні ракові антигени - виявилося, що велику їх кількість можна виявити, заглянувши в некодуючі області геному, обійдені увагою стандартної стратегії пошуку. Якщо такі антигени в достатку водяться в ракових клітинах і добре підходять для «дресирування» лімфоцитів, вони можуть бути використані для вакцинації. Більш детально про це та інші підходи імунотерапії ви можете прочитати в нашому оглядовому матеріалі.