Изследователи от Република Корея постигнаха значителен пробив в борбата с рака, откривайки метод за потискане на т.нар. „биологичен шум“. Това явление се счита за една от основните причини за повторната поява на тумори. Постижението, публикувано в списание Nature Communications, има потенциала коренно да промени ефективността на онкологичното лечение.
Дори след привидно успешно лечение, раковите клетки често се появяват отново, подобно на бактериите, които развиват резистентност към силни антибиотици. Учените обясняват това с „биологичния шум“ – случайни колебания в процесите вътре в клетките. Дори клетки с идентични гени произвеждат различни количества протеини в даден момент.
Именно тези „отклоняващи се“ клетки често оцеляват след терапията. Докато съвременната медицина успява да контролира средните показатели на клетъчната популация, тя досега беше безсилна срещу разпределението на тези единични, устойчиви клетки.
„Можем да сравним ситуацията с душ, в който средната температура на водата е комфортна, но тя постоянно се колебае между вряла и ледена. Това прави използването му невъзможно“, обяснява ръководителят на проучването Дже Кьон Ким.
Чрез сложни математически модели екипът е разработил стратегия за елиминиране на този шум. Предложеният „контролер“ се базира на два фундаментални принципа:
Реакции, чувствителни към вътреклетъчните колебания.
Механизми за ускорено разграждане на излишните протеини.
Тази комбинация позволява постигането на режим на „устойчива адаптация“, при който нивото на случайните колебания остава постоянно, независимо от промените в околната среда. По този начин съдбата на отделните клетки може да бъде управлявана с безпрецедентна точност.
„Основното ни постижение е, че клетъчният шум, който досега се възприемаше като въпрос на случайност, вече е контролируем фактор“, отбелязва Ким. Това откритие отваря врати не само към преодоляване на лекарствената резистентност при туморите, но и към развитието на синтетичната биология и създаването на „умни“ микроорганизми с програмирани свойства.
