Клетки рабдомиосаркомы превратили в мышечные клетки

Рабдомиосаркома — злокачественная опухоль, развивающаяся из мезенхимальных клеток, которые могут дифференцироваться в клетки скелетной мускулатуры. Хромосомная транслокация — самая распространенная генетическая причина развития рабдомиосаркомы. Транслокация между хромосомами 2 и 13 приводит к образованию химерного онкогена PAX3-FOXO1. Инактивация PAX3-FOXO1 вызывает дифференцировку клеток рабдомиосаркомы в мышечный фенотип и повышает экспрессию маркеров мышечных клеток. Возможности создания дифференцировочной терапии на основе этого механизма давно привлекают исследователей.

Авторы новой статьи в PNAS решили выяснить, какие гены задействованы в том же сигнальном каскаде, что и PAX3-FOXO1. Для этого они провели CRISPR-скрининг. Гидовая РНК была нацелена на различные экзоны генов PAX3 и FOXO1; редактирующую конструкцию доставляли с помощью лентивирусных векторов в клетки RH4, экспрессирующие человеческий Cas9 и имеющие транслокацию PAX3-FOXO1. Таргетирование экзонов, кодирующих N-конец PAX3 и C-конец FOXO1, приводило к уменьшению экспрессии химерного белка; также снижалась пролиферативная активность клеток. С помощью иммунофлуоресцентной микроскопии, нацеленной на фибриллярный актин, было показано, что выключение PAX3-FOXO1 изменяет морфологию клеток рабдомиосаркомы — они становятся веретенообразными. РНК-секвенирование и вестерн-блоттинг подтвердили, что в этих клетках повышен уровень мРНК таких характерных для мышечных клеток белков, как MYH (тяжелая цепь миозина), MYOM3 (миомезин-3), ACTN2 (альфа-актинин 2) и MYOT (миотилин).

Далее исследователи методом CRISPR-скрининга на основе сортировки клеток с активированной флуоресценцией (FACS-based CRISPR screening) проанализировали нокауты, фенокопирующие выключение PAX3-FOXO1. Скрининг выявил три компонента транскрипционного комплекса NF-Y: NF-YC, NF-YA и NF-YB. Нокаут NF-Y в клетках рабдомиосаркомы, экспрессирующих химерный белок PAX3-FOXO1, приводил к повышению экспрессии MYH и к уменьшению уровня мРНК PAX3-FOXO1. Дальнейший анализ показал, что NF-Y связывается с двумя мотивами в промоторе гена PAX3.

NF-Y не является сильным активатором, скорее всего, он действует в комплексе с другими транскрипционными факторами. Однако результаты данной работы выявили NF-Y как потенциальную мишень в терапии рабдомиосарком, основанной на дифференцировке раковых клеток в мышечный фенотип.

Технология, предложенная в статье, может применяться в разработке подобного терапевтического подхода для различных типов рака. «Эта технология позволяет взять любой рак и начать искать, как заставить его дифференцироваться, — сказал один из руководителей исследования Кристофер Вакок (лаборатория Колд-Спринг-Харбор). — Это может стать ключевым шагом к тому, чтобы сделать дифференцировочную терапию более доступной».

Циркулирующая опухолевая ДНК уточнит прогноз для пациентов с рабдомиосаркомой