Медицина

Человеческие клетки использовали для определения канцерогенности веществ

Kateryna Kon/Science Photo Library/Getty Images

Исследователи из Массачусетского технологического института придумали новый метод скрининга, который быстрее, проще и точнее существующих анализов способен определить, может ли конкретное вещество вызвать рак. Статья ученых была опубликована в журнале Nucleic Acids Research.

В настоящее время, согласно оценкам исследователей, в промышленности используется около 80 тысяч химических веществ. Для подавляющего большинства из них очень мало или вообще нет никакой информации о канцерогенности — способности вызывать онкологические заболевания.

Сегодня для определения канцерогенной активности ученые воздействуют химическим веществом на мышей, а затем следят, появился ли у них рак. Такой метод занимает около двух лет. Но новый тест, разработанный американскими учеными, может ускорить и упростить этот процесс.

Созданное ранее исследователями устройство получило название CometChip. Оно обнаруживает повреждения ДНК, по которым можно судить о возникновении рака. Для этого ДНК помещают в массив микроэлементов на пластине из полимерного геля, а затем подвергают его воздействию электрического поля. Нити ДНК, которые были повреждены, идут по направлению к одному из полюсов электрического поля, создавая хвост, похожий на кометный.

Хотя CometChip хорошо обнаруживает разрывы в ДНК, а также их повреждения, которые легко преобразуется в разрывы, он не может выявить другой тип повреждений. Они образуются, когда химические вещества соединяются с нитью ДНК и искажают структуру двойной спирали, препятствуя экспрессии генов и делению клеток.

Такого рода повреждения вызывают некоторые химические вещества. Например, афлатоксин, который вырабатывается грибами и может попадать в арахис и другие культуры, а также бензо[а]пирен, который может образовываться при приготовлении пищи при высоких температурах.

В своей новой работе ученые решили попытаться адаптировать CometChip так, чтобы он мог улавливать этот тип повреждений ДНК. Чтобы сделать это, авторы проводили восстановление ДНК клеток, чтобы генерировать разрывы нитей. Обычно, когда клетка обнаруживает присоединение чужеродных химических веществ и следующее за этим искажение структуры ДНК, она пытается восстановить его, вырезая повреждение и затем заменяя его новым кусочком ДНК.

Чтобы захватить эти сломанные нити, исследователи обработали клетки двумя соединениями, которые мешают им синтезировать новую ДНК. Это останавливает процесс восстановления и вызывает синтез нерепарированной одноцепочечной ДНК, которую может обнаружить тест. Модифицированное устройство ученые назвали HepaCometChip и протестировали его на клетках печени человека.

Сначала они облучили гепатоциты ультрафиолетовым излучением, которое гарантированно вызывает повреждения ДНК, ведущие к развитию рака. После этого HepaCometChip смог найти эти изменения. Затем ученые проверили, как действуют на ДНК клеток разные химические вещества. Оказалось, что все они совпадают с данными, полученными ранее лабораторными методами. Следующая цель ученых — проверка на канцерогенность широкой группы химических соединений, которые ранее были протестированы стандартными методами.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.