ФЕРМЕНТ  ТЕЛОМЕРАЗА  –  ПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ  ОПУХОЛЕВЫЙ  МАРКЕР  И  МИШЕНЬ  ПРОТИВООПУХОЛЕВОЙ  ТЕРАПИИ

Пугач  Оксана  Александровна

студент  3  курса,  кафедра  медицинской  химии  НГМУ, 
РФ,  г.  Новосибирск

Е-mail:  oksana-pugach@rambler.ru

Суменкова  Дина  Валерьевна

научный  руководитель,  д-р  биол.  наук,  доцент,  кафедра  медицинской  химии  НГМУ, 
РФ,  г.  Новосибирск

Е-mail:  dinasumenkova@mail.ru

Теломераза  –  это  специфическая  ДНК  полимераза,  которая  «наращивает»  теломерные  районы  хромосом.  Фермент  содержит  в  своем  строении  белковую  часть  и  молекулу  РНК.  Известно,  что  теломеры  состоят  из  15  тысяч  нуклеотидных  пар,  которые  представляют  собой  повторы  двух  триплетов  ТТА  (четыре  повтора)  и  ГГЦ  (8  повторов).  Теломеры  большинства  соматических  клеток  подвергаются  укорачиванию  при  пролиферации  клеток  вследствие  неполной  репликации  концевых  участков  (концевой  недорепликации).  Активность  теломеразы  проявляется  в  стволовых  клетках,  кератиноцитах,  клетках  сперматогенного  эпителия,  а  в  нормальных  дифференцированных  соматических  клетках  и  клетках  тканей  её  активность  отсутствует.

Оказывается,  что  в  клетках  большинства  опухолей  теломераза  активна.  Так,  в  клетках  доброкачественной  опухоли  происходит  повышение  теломеразной  активности  на  20–30  %,  а  при  злокачественном  процессе  её  активность  достигает  70–100  %.  Если  в  нормальных  соматических  клетках  существует  генетически  обусловленный  механизм  контроля  пролиферации,  то  раковые  же  клетки  обладают  способностью  обходить  этот  механизм.  Так  как  они  приобретают  свойство  иммортальности,  которое  связано  с  активацией  фермента  теломеразы,  компенсирующей  укорочение  теломеров.  Следовательно,  мы  можем  сделать  вывод,  что  активация  теломеразы  может  быть  важным  фактором  прогрессирования  опухолевых  заболеваний.  В  некоторых  опухолях  активность  теломеразы  проявляется  почти  в  100  %  случаев,  например  мелкоклеточный  рак  легкого,  рак  шейки  матки,  доброкачественные  поражения  миндалевидной  железы.  В  тоже  время  имеются  опухоли,  у  которых  теломеразная  активность  не  определяется,  например  лейомиома  (доброкачественная  опухоль,  возникающая  в  мышечном  слои  матки  –  миометрии)  [5].

Экспрессия  теломеразы  может  возникать  вследствие  какого-либо  отбора  клонов  при  критическом  уровне  укорочении  теломер.  Сначала  клетки  начинают  быстро  делиться,  при  этом  у  них  начинает  укорачиваться  длина  теломер,  затем  выживают  только  те,  у  которых  теломераза  остается  активной.  И  в  этом  случае  мы  можем  говорить  о  том,  что  активность  теломеразы  может  быть  маркером  опухолевой  прогрессии  и  нежелательного  прогноза.  Таким  примером  является  лимфогранулематоз  (злокачественное  заболевание  лимфоидной  ткани),  в  котором  основное  увеличение  теломеразной  активности  осуществляется  при  переходе  от  первой  стадии  ко  второй  [3].

Другим  вариантом  механизма  появления  теломеразной  активности  являются  нарушения  метаболизма  клеток,  происходящие  в  процессе  возникновения  опухолевых  заболеваний.  В  таком  случае  активность  теломеразы  проявляется  в  начале  заболевания  и  служит  маркером  для  опухолевого  заболевания.  Так,  при  раке  шейки  матки,  теломеразная  активность  и  стадия  рака  не  имеет  никакой  зависимости,  так  как  активна  теломераза  уже  на  первой  стадии,  а  её  активация  происходит  в  процессе  предопухолевых  заболеваний  [4].  При  гемобластозах  (опухолевые  заболевания  кроветворной  и  лимфатической  ткани)  теломераза  изначально  может  быть  активна  в  исследуемом  типе  клеток,  а  в  дальнейшем  её  активность  будет  лишь  нарастать  при  переходе  к  раку.  Так,  в  случае  нарушения  регуляции  стволовой  клетки,  обладающей  теломеразной  активностью,  сохраняется  большой  запас  пролиферативного  потенциала,  достаточного  для  приобретения  различных  злокачественных  признаков.  При  этом  теломеразная  активность  проявляется  лишь  вначале  роста  опухоли.  Метод  детекции  активности  фермента  не  позволяет  обнаружить  её  на  уровне  одной  клетки,  но  уже  небольшой  участок  теломераза-положительных  клеток  будет  заметен.  Механизмы  экспрессии  теломеразы,  как  правило,  изучают  на  клеточных  линиях,  поэтому  сложно  сказать  какой  из  них  и  с  какой  частотой  встречается  в  исследуемом  типе  опухолевых  заболеваний  [5].

Определение  активности  теломеразы  используют  для  диагностики  опухолевых  заболеваний  и  для  создания  потенциальных  противоопухолевых  средств  –  ингибиторов  теломеразы.  Измерение  теломеразной  активности  и  её  интерпретация  затрудняется  тем,  что  многие  нормальные  клетки  крови  и  костного  мозга  обладают  теломеразной  активностью.  Уровень  активности  теломеразы  изменяется  с  возрастом,  чем  старше  человек,  тем  она  меньше.  Стоит  отметить,  что  метод  измерения  теломеразной  активности  с  помощью  полимеразной  цепной  реакции  не  вполне  количественный.  Он  не  дает  возможности  зафиксировать  небольшие  различия.  Учитывая,  что  активность  теломеразы  клеток  зависит  от  их  пролиферативного  состояния,  в  случае  положительного  результата  мы  не  можем  сказать  –  обусловлена  она  большим  количеством  клеток  с  малой  активностью  фермента  или  малым  количеством  клеток  с  большей  активностью  теломеразы.  Кроме  того,  есть  вероятность  появления  ложноположительных  результатов  [2].

В  связи  с  трудностями  измерения  теломеразной  активности,  её  определяют  в  сочетании  с  измерением  длины  теломер.  Длину  теломер  измеряют  как  длину  концевых  рестрикционных  фрагментов,  проводят  количественную  гибридизацию  или  Саузерн-анализ  (выявление  определенной  последовательности  ДНК  в  материале).  В  последнее  же  время  стали  использовать  методики  количественной  полимеразной  цепной  реакции  в  реальном  времени  или  анализ  гибридизации  клеток.  В  настоящее  время  методы  детекции  активности  фермента  активно  разрабатываются  [4].

Пока  не  найдены  препараты,  способные  с  высокой  эффективностью  подавлять  экспрессию  генов  теломеразы,  но  есть  подходы,  которые  используют  факт  активной  работы  промоторов  теломеразы  в  опухолевых  клетках.  До  этапа  клинических  испытаний  дошли  конструкции  в  составе  онколитического  аденовируса,  который  инъецируется  непосредственно  в  саму  опухолевую  клетку.  Этот  вирус  содержит  гены,  увеличивающие  чувствительность  клеток  к  предложенной  терапии.  Так  как  данные  гены  регулируются  промоторами  генов  теломеразы  то,  следовательно,  их  действие  осуществляется  только  на  клетке  с  работающей  теломеразой  [1].

Так  как  в  большинстве  опухолевых  клеток  присутствует  теломераза,  она  может  стать  хорошим  кандидатом  на  роль  антигена,  связанного  с  опухолью.  При  активности  теломеразы  в  клетке  фрагменты  теломеразной  обратной  транскриптазы  экспонируются  на  клеточной  поверхности  и  могут  служить  мишенью  для  иммунного  ответа.  Преимущество  данной  процедуры  заключается  в  отсутствии  периода  ожидания,  как  при  других  методах  подавления  теломеразы.  Клинические  испытания  были  проведены  для  опухолей  простаты,  рака  поджелудочной  железы  и  гепатоцеллюлярной  карциномы.  Данная  иммунотерапия  показывает  усиление  иммунного  ответа  против  опухоли.  Только  неясно,  насколько  могут  пострадать  здоровые  стволовые  клетки,  которые  также  обладают  теломеразной  активностью  [2].

При  использовании  методов  подавления  теломеразной  активности  имеется  ряд  проблем:  эффект  наступает  с  большой  задержкой,  так  как  должно  пройти  большое  количество  времени,  чтобы  в  отсутствии  теломеразы  теломеры  укоротились  за  счет  недорепликации.  Это  время  может  длиться  десятки  клеточных  циклов.  В  этом  случае  ингибирование  теломеразы  будет  давать  эффект  только  при  малом  количестве  клеток.  Разрабатывая  методы  противоопухолевой  терапии  с  использованием  ингибиторов  теломеразы,  необходимо  учитывать,  что  некоторые  опухолевые  клетки  способны  переходить  в  длительно  неделящееся  состояние  и  тем  самым  не  подаваться  действию  большинства  химиотерапевтических  агентов.

Однако  в  ряде  случаев,  если  лечение  будет  содержать  традиционные  методы,  которые  действуют  немедленно  и  уничтожают  большую  часть  опухолевых  клеток,  и  антителомеразную  терапию,  не  позволяющую  раковым  клеткам  длительно  размножаться,  то  результат  в  перспективе  будет,  несомненно,  лучше.

Список  литературы:

1. Глухов  А.И.,  Григорьева  Я.Е.  Исследование  активности  теломеразы  при  разработке  неинвазивной  диагностики  онкопатологий  мочевого  пузыря  //  Электронный  научно-образовательный  вестник  «Здоровье  и  образование  в  XXI  веке».  –  2012.  –  Т.  14,  –  №  4.  –  С.  15–16.
2. Егоров  Е.Е.,  Теломеры,  теломераза,  канцерогенез  и  мера  здоровья  //  Клиническая  онкогематология.  Фундаментальные  исследования  и  клиническая  практика.  –  2010.  –  Т.  3,  –  №  2.  –  С.  191–194.
3. Кушлинский  Н.Е.,  Немцова  М.В.  Молекулярно-биологические  характеристики  злокачественных  новообразований  //  Вестник  РАМН.  –  2014.  –  №  1.  –  С.  33–35.
4. Свинарева  Л.В.  Влияние  модифицированных  ДНК  и  РНК  олигонуклеотидов,  содержащих  теломерные  повторы,  на  активность  теломеразы  и  рост  опухолевых  клеток:  Автореф.  дис.  канд.  хим.  наук  –  Москва,  2010.  –  9  с.
5. Скворцов  Д.А.,  Рубцова  М.П.,  Зверева  М.Е.  Регуляция  теломеразы  в  онкогенезе  //  Acta  Naturae  (русскоязычная  версия).  –  2009.  –  С.  52–53.