25. februar 2019

Forskere finder ’kromosom-scanner’ der beskytter mod kræft

DNA

I et nyt studie har forskere fra Københavns Universitet fundet en af de centrale mekanismer bag reparation af alvorlige skader på vores DNA. En ’scanner’ inde i cellen bestemmer nemlig, om der sættes gang i en såkaldt fejlfri DNA-reparation, som beskytter mod kræftudvikling.

Skader på det menneskelige DNA kan give et ustabilt arvemateriale og er dermed helt centrale for udvikling af kræft. Derfor forsøger mange forskere at lære af, hvordan kroppens celler selv beskytter mod mutationer i DNA. Det sker blandt andet ved hurtigt og korrekt at reparere DNA-skader og dermed undgå tumorudvikling.

Nu er forskere fra Københavns Universitet i et nyt studie i det videnskabelige tidsskrift Nature Cell Biology kommet et skridt nærmere på at forstå cellernes reparation. Der findes for de alvorligste skader grundlæggende to reparationssystemer, men kun det ene virker fejlfrit. Hvis dette system ikke virker, er der forhøjet risiko for udvikle kræft på grund af DNA-skader, som vores celler konstant udsættes for. Det er kendt fra mutationer i de såkaldte BRCA-gener, at det forårsager arvelig bryst- og ovarie-kræft.

”Vi har fundet ud af, hvordan cellen sætter gang i det fejlfri system til reparation af de mest alvorlige DNA-skader og dermed beskytter mod kræft. Det sker med et protein, som man populært kunne kalde en ’scanner’, der aflæser histonerne i cellen og på den baggrund sætter gang i reparationen,” fortæller forskeren bag studiet, Anja Groth, professor på Biotech Research & Innovation Centre.

3D-printet kopi frem for kluntet limning
Problemet med cellens to reparationssystemer er ifølge forskerne, at det ene er meget lettere og hurtigere at sætte i gang for cellen end det andet, og derfor bliver det oftere brugt. Til gengæld virker det også langt dårligere. Her bliver de to overskårne DNA-strenge blot limet sammen igen.

”Man skal forestille sig, at det ene reparationssystem virker ligesom, hvis man lidt kluntet forsøgte at lime to DNA-strenge sammen, mens det andet system laver en 3D-printet kopi fuldstændig magen til DNA’et, som det så ud før. Der forekommer langt flere fejl i det ene system end det andet, og derfor beskytter det ene system langt bedre mod tumor-udvikling,” siger Anja Groth.

Det protein, der virker som scanner, hedder BARD1, og forskere har længe vidst at, at det virker som en såkaldt ’tumor-suppressor’, altså kræftknude-bekæmper. Men det er første gang, at man har fundet ud af, at BARD1 har en aflæsningsfunktion, som bruges til at fortælle BRCA1-proteinet og dermed cellen, at det er muligt at sætte gang i det fejlfri reparationssystem. Hvis det er muligt, sætter den gang i funktionen af BRCA1, der er så vigtig for at beskytte mod kræft.

Forståelse af reparation har betydning for udvikling af lægemidler
Den fejlfri reparationsmetode kalder man også homolog rekombination. I en del af sin levetid har cellen to identiske DNA-strenge, fordi den gør klar til at dele sig. Det betyder, at cellen faktisk rummer løsningen på sin egen skade. 

”Man kan sige, at BARD1 fortæller cellen, om det er muligt at sætte gang i det fejlfri system, fordi BARD aflæser tegn på, om der findes to identiske DNA-strenge inde i cellen. Hvis der gør, blokeres den ’dårlige’ reparation og den fejlfri går i gang,” afslutter Anja Groth.

Forskerne har i forbindelse med dette og andre fund stiftet virksomheden Ankrin Therapeutics, der vil forsøge at udnytte DNA-reparationsmekanismerne til at udvikle ny målrettet kræftbehandling.

Studiet er støttet af Kræftens Bekæmpelse, Novo Nordisk Fonden, Lundbeckfonden, Det Europæiske Forskningsråd, Danmarks Frie Forskningsfond og NEYE-fonden.

Læs hele studiet ”H4K20me0 recognition by BRCA1-BARD1 directs homologous recombination in sister chromatids”.

Kontakt:
Professor Anja Groth
+45 35 32 55 38
anja.groth@bric.ku.dk

Pressemedarbejder Mathias Traczyk
93 56 58 35
mathias.traczyk@sund.ku.dk