Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN

Instytut Biologii Doświadczalnej im. M.
Nenckiego PAN
Publikacja z Science* z udziałem naukowców z Instytutu Nenckiego
wyjaśnia jedną z tajemnic powstawania nowotworów.
2010-12-22
Praca została zaliczona przez redakcję pisma do
kategorii Science Express, czyli najlepszych prac
opublikowanych w tym periodyku.
Artykuł pt. “PML regulatews apoptosis at
endoplasmic reticulum by modulating calcium
release” jest wynikiem współpracy naukowców z
Polski, Włoch i Stanów Zjednoczonych. Jego
autorami ze strony polskiej są: prof. Jerzy Duszyński,
dr hab. Mariusz Więckowski i doktorantka mgr Magda
Lebiedzińska z Instytutu Biologii Doświadczalnej im.
M. Nenckiego, PAN.
Naukowcy ci wykazali, że zaburzenie komunikacji pomiędzy strukturami wewnątrz komórki
może prowadzić do powstawania zmian nowotworowych. Prawdziwie nowatorskim odkryciem
było zaś wykazanie, że jednym z ważnych elementów tej komunikacji jest białko PML
(promyelocytic leukaemia protein), będące supresorem białaczki promielocytowej –
złośliwego nowotworu krwi i szpiku kostnego.
Już od lat wiadomo, że uszkodzenie genetyczne białka PML leży u podstaw wielu chorób
nowotworowych. Materiał genetyczny komórki jest podatny na uszkodzenia, będące wynikiem
działania różnych czynników środowiskowych, np. szkodliwych związków chemicznych lub
promieniowania jonizującego. Prawidłowe białko PML, znajdujące się w jądrze komórki, jest
potrzebne do rozpoznania takich uszkodzeń. Sytuacja, w której dojdzie do powstania jego
nieprawidłowej postaci, może więc prowadzić do nagromadzania uszkodzeń DNA w
komórkach, a w konsekwencji do rozwoju zmian nowotworowych.
Jednak białko PML występuje nie tylko w jądrze komórkowym, ale też innych jej przedziałach.
O roli jaką odgrywa pozajądrowe białko PML do tej pory niewiele wiedziano. Opublikowana w
najnowszym numerze “Science” praca, wykonana we współpracy z badaczami z Uniwersytetu
Harvarda i Uniwersytetu w Ferrarze, wyjaśnia tę kwestię.
W badaniach, które opisuje artykuł, wykorzystano najnowsze techniki biologii molekularnej i
najnowszej generacji sprzęt laboratoryjny. Dzięki nim udało się wykazać, że białko PML jest
ważnym uczestnikiem procesu programowanej śmierci komórki (apoptozy) oraz wyjaśniono
mechanizm jego działania w tym procesie.
Apoptoza jest zjawiskiem, w którym co minutę miliony komórek naszego organizmu ulegają
samozniszczeniu. Np. wiele “zużytych” komórek krwi jest ciągle zastępowanych nowymi
komórkami. Gdyby te „zużyte” komórki rozpadały się w sposób niekontrolowany, mielibyśmy
do czynienia z permanentnym i ostrym stanem zapalnym organizmu. W procesie apoptozy
komórka rozpada się zaś na drobne pęcherzyki, które są pochłaniane przez
wyspecjalizowane komórki. Do stanu zapalnego nie dochodzi, a co więcej – wiele składników
zużytych komórek jest „recyklingowanych” w organizmie".
Apoptotycznie umierają również komórki ciała, w których doszło do uszkodzenia materiału
genetycznego lub które zostały zainfekowane wirusami. Jednak komórki nowotworowe
bardzo opornie wchodzą w ten proces. Uważa się, że to właśnie zaburzenie apoptozy może
być też jedną z przyczyn powstawania i rozwoju nowotworu. Gdyby udało się nam pokonać
ten opór komórek nowotworowych do wchodzenia na drogę apoptozy, moglibyśmy znacznie
ograniczyć rozwój choroby nowotworowej.
W opublikowanej w “Science” pracy polsko-włosko-amerykański zespół wykazał, że białko
PML występuje w komórce także w miejscu stykania się mitochondriów z siateczką
śródplazmatyczną, czyli tam, gdzie zachodzi przekazywanie sygnału za pomocą jonów
wapnia. Naukowcy dowiedli, że aby wygenerować ten sygnał, potrzebna jest prawidłowa
forma PML (zidentyfikowali także inne białka uczestniczące w tej komunikacji). Aktywowane
sygnałem wapniowym mitochondria inicjują zaś w komórce proces apoptozy.
Jest to dokładne i pełne wyjaśnienie mechanizmu, na drodze którego białko PML jest
niezbędne do prawidłowego zajścia procesu apoptozy. Badacze pokazali, dlaczego komórki z
nieprawidłowym białkiem PML nie tylko nagromadzają uszkodzenia materiału genetycznego,
ale również trudno wchodzą na drogę programowanej śmierci.
Wyniki omawianej pracy pozwalają przypuszczać, że białko PML może stanowić cel nowej
terapii antynowotworowej.
Na podstawie notatki PAP z 23.11. 2010
*Giorgi C, Ito K, Lin HK, Santangelo C, Wieckowski MR, Lebiedzinska M, Bononi A, Bonora
M, Duszynski J, Bernardi R, Rizzuto R, Tacchetti C, Pinton P, Pandolfi PP. (2010) PML
Regulates Apoptosis at Endoplasmic Reticulum Modulating Calcium Release. Science 330:
1247-51.