Odpowiedzią na pytanie zawarte w temacie zajęli się Ariel Cohen, Naama Geva-Zatorsky i Eran Eden w laboratorium profesora Uriego Alona w Institute’s Molecular Cell Biology Department. Żeby to osiągnąć potrzebowali metody, która pozwoli im z jednej strony zarzucić szeroko sieć, aby dokładnie zbadać liczne białka komórkowe, które mogłyby wywierać wpływ na przeżywanie, a z drugiej strony pozwoliłyby monitorować aktywność indywidualnych komórek.

Pozwolenie komputerowi przejąć żmudną pracę poszukiwania nieprawidłowości umożliwiło zespołowi przyjrzeć się zachowaniu ponad 1000 różnych białek. Niemniej jednak, potrzeba kilku lat, aby ukończyć projekt, który wymaga oznaczenia specyficznych białek w każdej grupie komórek rakowych genem fluorescencyjnym i uchwycenia serii obrazów w ciągu 72 godzin. Do uwidocznienia komórki użyto słabszego markera fluorescencyjnego. Chemioterapeutyk został wprowadzony po 24 godzinach, a następnie komórki rakowe rozpoczęły proces umierania lub obrony przeciwko lekowi. Wysiłki zespołu naukowców zaowocowały powstaniem wszechstronnej biblioteki oznaczonych komórek, obrazów i dane dotyczące białek znajdujących się w komórkach rakowych – wirtualna kopalnia złota materiałów gotowych do użycia w dalszych badaniach. Odnieśli sukces w ustaleniu położenia dwóch białek, które pełnią rolę w zjawisku przeżywalności komórek rakowych. Mimo iż, większość białek zachowuje się podobnie we wszystkich komórkach naukowcy odkryli, że niewielki podzbiór (ok. 5%) może zachowywać się nieprzewidywalnie, nawet wtedy kiedy komórki i wystawienie na działanie leków było takie samo. Naukowcy nazwali te białka bimodalnymi, jako, że zachowuje się w jeden z dwóch określonych sposobów. Następne pytanie dotyczyło tego czy jakiekolwiek białko, zidentyfikowane przez zespół naukowców było tym, które sporadycznie promowało przeżywalność komórek. Jedno z tych białek, zwane DDX5, jest białkiem wielozadaniowym. Oprócz innych funkcji, odgrywa rolę w inicjacji produkcji innych białek. Inne białko (RFC1) również pełni różne zadania, m.in. kieruje naprawą uszkodzonego DNA. Kiedy naukowcy blokowali funkcje tych białek w komórkach rakowych, lek stawał się dużo bardziej wydajny w znoszeniu procesu wzrostu. Metoda ta daje ogromny wgląd w to, w jaki sposób komórki reagują na leki. Poprzez prowadzenie bezstronnych badań naukowcy byli w stanie dokładnie określić nowe, możliwe cele dla leków i zobaczyć jak pewne aktywności mogłyby zwiększyć efektywność aktualnie stosowanych leków.

 Katarzyna Wyborska

A.A. Cohen, N. Geva-Zatorsky, E. Eden, M. Frenkel-Morgenstern, I. Issaeva, A. Sigal, R. Milo, C. Cohen-Saidon, Y. Liron, Z. Kam, L. Cohen, T. Danon, N. Perzov, U. Alon “Dynamic proteomics of individual cancer cells in response to a drug”; Science, 5 December 2008, Vol. 322, no. 5907, pp. 1511-1516