Inden kræften slår til: her er kroppens sidste forsvar

Videnskabelige nybrud 28. mar 2019 3 min Group leader and Executive Director Jiri Lukas, Senior researcher Kai John Neelsen +1 Skrevet af Morten Busch

I hver af kroppens millioner af celler findes en nøjagtig kopi af vores DNA. Det stiller store krav til de kopimaskiner, der gennemfører kopieringen, når cellerne deler sig. For går det galt kan alvorlige sygdomme som kræft opstå. Nu har forskere fundet noget som ligner cellernes sidste redningskrans, der kan redde datterceller fra at nedarve permanente fejl fra modercellen. Det nye fund giver vigtig viden om, hvor det kan gå galt, når kræft udvikler og afslører en vigtig akilleshæl i kræftceller.

Interesseret i Videnskabelige nybrud? Vi kan holde dig opdateret helt gratis

Kræft opstår ofte på grund af skader på vores gener, der fjerner cellernes evne til stoppe med at dele sig. Forskere ved allerede en masse om, hvordan tobaksrøg eller ultraviolette stråler skader vores DNA og fører til lunge- eller hudkræft, men meget lidt om hvordan naturlig kræftudvikling opstår på grund af fejl i menneskekroppens konstante celledelinger.

”De her fejl opstår nemlig hele tiden, når kroppen ved celledeling skal kopiere sit DNA. Vi har nu fundet ud af, hvordan kroppen sikrer, at den type DNA-fejl ikke videregives. Det sker ved, at cellen under kopieringen omringer og beskytter det beskadigede DNA og samtidig forsinker kopieringen. Den ny viden om, hvordan celler forhindrer skader på den genetiske kode kan være afgørende i at forbedre eksisterende og at udvikle nye behandlinger mod kræft,” forklarer seniorforsker Kai John Neelsen fra Jiri Lukas’ gruppe på Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research, Københavns Universitet.

Celledeling på standby

Det nye fund bygger videre på et fund, der skete for 8 år siden, da Jiri Lukas’ gruppe opdagede, at kroppens forsvarsmekanisme mod fejl under celledeling skal findes i højt specialiseret strukturer (organeller), 53BP1, i cellens kerne. Det styrer blandt andet cellers vækstrate og spiller en markant rolle, når cellerne deler sig.

”Det startede egentlig med at vi observerede 53BP1-strukturerne som en besynderlig kugleformet struktur der ofte opstod lige efter celledelinger i nye datterceller. Vi forstod ikke formålet med det her fænomen, men vi har siden da fulgt 53BP1 under celledelingen ved at markere det med fluorescerende stof og at observere det med mikroskoper. Det vi kunne se var, at når dattercellen bliver født, så slår den særlig proteinstruktur 53BP1 straks ring om eventuelle DNA-skader for at beskytte den nye celle mod at arve fejlen.”

Dattercellens 53BP1-struktur giver således kroppen en ekstra og sidste chance til at reparere den beskadigede DNA, som modercellen ikke selv kunne reparere, men udover at identificere og omringe DNA-fejlene, gør cellens maskineri yderligere en bemærkelsesværdig ting. Den sætter celledelingen på standby, så fejlen kan nå at blive rettet, og forskerne har i det nye studie fundet ud af hvordan.

”53BP1-strukturen forsinker og timer celledelingsprocessen, så proteinreparation af læsioner på DNA kan indtræffe på præcist det rigtige tidpunkt. Den bliver gradvist mindre og forsvinder på præcis det eneste tidspunkt, hvor reparationen kan finde sted. Denne sirlige timing er afgørende for, om cellens DNA kan blive repareret. Vi kan samtidig dokumentere, at hvis denne sidste chance slår fejl, kan det ikke længere rettes, og det kan sandsynligvis føre til alvorlige sygdomme, herunder kræft,” fortæller post.doc. Julian Spies fra Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research, der er førsteforfatter på artiklen om den nye opdagelse.

Forbedring af eksisterende kræftbehandling

Den ekstra tid giver et reparationsprotein i cellerne ekstra tid til at reparere fejlene i den genetiske kode, og det er nu faktisk også lykkedes forskerne at finde det molekylære værkstøjsenzym RAD52, der udfører selve reparationen. Og netop RAD52 bør ifølge forskerne nu indgå som en central del af beredskabet af tumorhæmmende proteiner, der kan bruges i kampen mod kræft.

”Umiddelbart virker det måske lidt besynderligt, at RAD52, der jo reparerer, kan være et mål for kræftbehandling, men man skal huske, at kræftceller deler sig hurtigere, og derfor har de mere brug for RAD52 end andre celler. Så hvis man kan ramme RAD52, rammer man kræftceller ekstra hårdt.”

Endnu ved forskerne dog ikke nok om RAD52 og hvordan det reguleres. Hvis de finder ud af det, håber forskerne at kunne bygge en solid platform til at udvikle både bedre og helt nye lægemidler. Den nye opdagelse forbedrer derfor først og fremmest markant forståelsen af, hvordan kroppen beskytter sig selv mod mange former for kræft. Og det kan være afgørende i at forbedre eksisterende kræftbehandlinger.

”Et voksent menneskes krop indeholder billioner af celler. Hver dag deler en kvart billion celler sig i kroppen for at genopbygge beskadiget eller forny gammelt kropsvæv. Vores fund giver en bedre forståelse af celledelingens naturlige timing og beredskab mod DNA-skader og mutationer. Med den viden kan vi nu begynde at minimere bivirkningerne ved nuværende behandlinger af kræft.”

Artiklen ”53BP1 nuclear bodies enforce replication timing at under-replicated DNA to limit heritable DNA damage” er udgivet i Nature Cell Biology. Forskningen er udført på Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research, Københavns Universitet.

Jiri Lukas is interested in how DNA repair and signaling proteins wire themselves into functional pathways, how are these pathways organized in the th...

Kai Neelsen graduated from the Federal Institute of Technology and University of Zurich (Switzerland). Training with Prof. Jiricny and Prof. Lopes in...

Julian Spies graduated from the University of Technology Darmstadt (Germany), where he studied regulatory roles of protein kinases during DNA repair p...

Dansk
© All rights reserved, Sciencenews 2020