Taimeviirused lubavad abi vähi vastu

Taimeviirused oskavad alla suruda mehhanismi, millega taim võitleb rakkudesse tunginud viiruste vastu. Tallinna Tehnikaülikooli teadlane Erkki Truve loodab, et selle nipi võiks viirustelt laenata ja rakendada vähivastase võitluse teenistusse. Foto: Alo Lõhmus

Kas valgud, mida taimeviirused kasutavad taimerakkude allutamiseks, suudavad jagu saada ka inimese vähirakkudest?

Vähiuuringute Tehnoloogia Arenduskeskuse (Vähi-TAK) ja Tallinna Tehnikaülikooli (TTÜ) teadlased on alustanud uue rakendusuuringuga, mis peaks sellele küsimusele vastuse andma. Sellest omakorda tekib võimalus täiesti unikaalsete vähiravimite loomiseks.

Pärilikkusinformatsioon on peidus rakutuumas paiknevas DNAs, uute valkude sünteesimine selle informatsiooni põhjal käib aga ribosoomides. Nagu igaüks keskkoolibioloogiast mäletab, toimib RNA-nimeline molekul rakutuuma ja ribosoomide vahel käskjalana. Ta kopeerib DNAst vajaliku lõigu ehk geeni, liigub seejärel ribosoomi ning seal valmistataksegi saabunud info alusel «nõutud» valk.

Viirustel vasturelvad

Veel kümmekond aastat tagasi arvati, et nii lihtsalt rakk toimibki: mida rohkem RNAd valmistatakse ja rakutuumast laetud infoga ribosoomi poole teele saadetakse, seda rohkem valku sünteesitakse. Kuid 11 aastat tagasi tegid teadlased Craig Mello ja Andrew Fire avastuse, mille eest neid 2006. aastal pärjati Nobeli meditsiinipreemiaga ning mis muutis bioloogia senisest palju keerulisemaks: nad tutvustasid maailmale nähtust nimega RNA-interferents.

Lihtsustatult öeldes on RNA-interferents mehhanism, mille abil rakk hävitab osa endas leiduvast RNAst. Tegu võib olla nii raku oma RNAga, mis millegipärast on osutunud üleliigseks, kui ka võõra RNAga, mis kuulub näiteks viirusele. Hävitamisele kuuluvad RNA-lõigud märgistatakse selleks spetsiaalselt sünteesitud mikro-RNA lõikudega.

Kui RNA-interferents rikki läheb, siis jäävad üleliigsed RNA-lõigud hävitamata, kuid see-eest pühitakse minema rakule uute valkude sünteesimiseks tegelikult tarvilikud lõigud. Just nii on juhtunud vähkkasvajarakkudes.

«Kui teadlased hakkasid äsjaavastatud RNA-interferentsi analüüsima, siis nägid nad, et kasvajarakkudes ei tööta see nii nagu normaalsetes rakkudes,» lausub TTÜ geenitehnoloogia instituudi professor Erkki Truve. «RNA-interferentsi mehhanism on kasvajarakkudes paigast ära läinud ja valkude tase muutub neis rakkudes niisuguseks, nagu see ei peaks olema.»

Nii tekibki kasvajarakk, mille peamiseks ebameeldivaks omaduseks on kontrollimatu paljunemine ning keeldumine rakkudele selleks puhuks ettenähtud vabasurmast.

Taimedel vähki ei esine, sest neil puudub metastaasi võimaldav vereringe. Kuid samal põhjusel peab iga taimerakk omal jõul toime tulema teda ründavate viirustega, lootmata abile vereringest. Kuna taimeviirused on enamasti RNA-genoomiga (st neil puudub DNA), siis kasutavad taimed viiruste mahasurumiseks RNA-interferentsi, tappes rakust avastatud võõra RNA.

Taimeviirused on välja arendanud vasturelva: nad oskavad sünteesida valke, mis taimeraku RNA-interferentsi osaliselt välja lülitab. Niisuguseid valke hüüavad teadlased RNA-interferentsi summutajateks (supressor). Ning just sel teemal kirjutas oma doktoritöö Vähi-TAKi projektijuht Cecilia Sarmiento.

«Taimed tapavad RNA-interferentsi abil viiruseid. On loogiline, et viirus kaitseb ennast, võideldes selle mehhanismi vastu. Selle tulemusena tekib taimes tasakaal,» selgitab ta. «Kuna viirus on parasiit, siis ei soovi ta taime täielikku surma.»

Esimesed tulemused

TTÜ teadlastel tekkis idee: võib-olla saab taimeviiruste supressoreid edukalt kasutada ka inimese vähirakkudes möllava lolliks läinud RNA-interferentsi korralekutsumiseks?

Truve sõnul tegelevad kasvajarakkude RNA-interferentsi uurimise ning iga kasvajatüübi mikro-RNAde profiili koostamisega sajad laborid maailmas.

«Aga kuna meie tunneme hästi taimeviiruste supressorvalke – ja enamik vähiuurijaid neid ilmselt nii hästi ei tunne –, siis mõtlesime, et püüame taimeviiruse valkude abil suruda paigast ära läinud RNA-interferentsi vähirakkudes õigetesse raamidesse tagasi,» räägib ta.

Umbes pool aastat tagasi alanud projekt on juba andnud esimesi positiivseid tulemusi: eesnäärmevähi rakkude koekultuuri mõjutamine tomati-, kartuli- või riisiviirusest võetud supressorvalkudega on toonud kaasa muutusi vähirakkude RNA-interferentsis. Kuid milline valk vähirakku millises suunas konkreetselt mõjutab, see uurimistöö seisab teadlastel veel ees.

Sel kevadel alustatakse vähirakkudes leiduvate mikro-RNA molekulide sekveneerimisega ehk molekulide «ehituskivide» järjestuse kindlakstegemise ja üleskirjutamisega. Kui teadlased võrdlevad tavalise vähiraku mikro-RNAde järjestust supressorist mõjutatud raku vastavate järjestustega, saavad nad aimu konkreetse supressorvalgu mõjust.

Lõpptulemusena peakski olema võimalik välja peilida valk, mis mõjub vähirakule just nii, nagu loodetud: lülitab hulluks läinud RNA-interferentsi välja. Ja just see valk ongi alus tulevase uue põlvkonna vähiravimi prototüübi loomiseks.