Γενετική: Επιστήμονες τη χρησιμοποιούν για να σκάψουν στο παρελθόν ενός όγκου

Γενετική: Πώς μπορούν οι επιστήμονες να κατανοήσουν περισσότερα για την εξέλιξη των όγκων, με σκοπό την ανεύρεση καλύτερης θεραπείας;

Για ασθενείς με ορισμένους τύπους καρκίνου, η διάγνωση μπορεί να συμβεί σε προχωρημένο στάδιο. Ενώ ένας όγκος μεγαλώνει απαρατήρητος, συσσωρεύει εκατοντάδες έως χιλιάδες μεταλλάξεις, γεγονός που καθιστά δύσκολο για τους επιστήμονες που μελετούν καρκίνους τελικού σταδίου να καταλάβουν ποιες συνέβαλαν στην ανάπτυξη του όγκου στα προηγούμενα στάδια του καρκίνου. Η γνώση περισσότερων για τα γενετικά συμβάντα που λαμβάνουν χώρα κατά την εξέλιξη στον καρκίνο μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να δημιουργήσουν πιο ρεαλιστικά μοντέλα κυττάρων και ζώων της νόσου και ακόμη και να αναπτύξουν καλύτερους τρόπους για την έγκαιρη ανίχνευση και θεραπεία της.

Τώρα μια ομάδα ερευνητών καρκίνου στο Broad Institute of MIT και του Χάρβαρντ, το Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης (MGH) και το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Οχάιο έχουν δείξει ότι, όπως οι αρχαιολόγοι που επιθεωρούν τα θαμμένα αντικείμενα για να ανασυνθέσουν την ιστορία μιας κοινωνίας, μπορούν να εξετάσουν μοτίβα στη γενετική ενός όγκου. τοπίο για να αποκαλύψει το παρελθόν του. Έχουν δημιουργήσει μια αναλυτική προσέγγιση που επιτρέπει στους ερευνητές να συνδυάσουν το ιστορικό μεταλλάξεων προχωρημένων όγκων αναλύοντας τα εξώματα των όγκων (τα τμήματα του γονιδιώματος που κωδικοποιούν την πρωτεΐνη).

Η ομάδα επικύρωσε και εξέτασε τη μέθοδό της σε δεδομένα από δύο υποτύπους καρκίνου της κεφαλής και του τραχήλου, ο ένας σχετίζεται με την έκθεση στον ιό των ανθρώπινων θηλωμάτων (HPV) και ο άλλος όχι. Εντόπισαν ορισμένα συμβάντα οδηγού που σχετίζονται με πρώιμα στάδια της νόσου που δεν είχαν εντοπιστεί προηγουμένως από άλλες προσεγγίσεις, και άλλα σημαντικά μοριακά συμβάντα που συνέδεσαν με επιθετική ανάπτυξη όγκου. Η βαθύτερη γνώση του παρελθόντος ενός όγκου που δημιουργείται με αυτήν τη μέθοδο θα μπορούσε να βοηθήσει στην καθοδήγηση νέων στρατηγικών για τον προσυμπτωματικό έλεγχο του καρκίνου, την πρόληψη και τις θεραπευτικές αγωγές ακριβείας που εστιάζουν στον συγκεκριμένο όγκο ενός ασθενούς.

Η τεχνολογία, που ονομάζεται PhylogicNDT, περιγράφεται στο Nature Cancer και είναι δωρεάν διαθέσιμη για την επιστημονική κοινότητα. “Αυτή η μέθοδος θα πρέπει να είναι ένα από τα σύνολα εργαλείων στην εργαλειοθήκη μας κάθε φορά που αναλύουμε δείγματα καρκίνου, παράλληλα με μεθόδους που αναζητούν μεταλλάξεις και μεταλλάξεις οδηγών”, δήλωσε ο συν-ανώτερος συγγραφέας Gad Getz, ο οποίος είναι επίσης διευθυντής υπολογιστικής ανάλυσης γονιδιώματος καρκίνου και μέλος ινστιτούτου στο Πρόγραμμα Καρκίνου στο Broad, καθηγητής παθολογίας στην Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ και Έδρα Paul C. Zamecnik στην Ογκολογία στο MGH Cancer Center.

«Η ικανότητα ανασύνθεσης της σειράς των γενετικών γεγονότων χρησιμοποιώντας δεδομένα εξωμάτων ανοίγει νέους δρόμους για την ανάλυση τύπων όγκων που πραγματικά δεν έχουν μελετηθεί με αυτόν τον τρόπο με καμία λεπτομέρεια», δήλωσε ο πρώτος συγγραφέας Ignaty Leshchiner, μέλος του Getz. εργαστήριο που είναι τώρα αναπληρωτής καθηγητής στην Υπολογιστική Ιατρική στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Βοστώνης. «Η μέθοδός μας έχει τη δυνατότητα να βελτιώσει μια μέρα τη φροντίδα των ασθενών, εντοπίζοντας πρώιμες, σημαντικές μεταλλάξεις που μπορεί να καθορίσουν την πρόγνωση ή την ανταπόκριση του ασθενούς στη θεραπεία».

Χρονοδιάγραμμα όγκου

Έχοντας επικυρώσει τη μέθοδό τους, οι ερευνητές τη χρησιμοποίησαν στη συνέχεια για να αναλύσουν περισσότερους από 100 HPV θετικούς όγκους HNSCC, οι οποίοι προκαλούνται από τον ιό HPV που ενσωματώνει το γενετικό του υλικό στο γονιδίωμα του ξενιστή. Αυτοί οι όγκοι αναπτύσσονται επίσης ταχύτερα από τους HPV-αρνητικούς όγκους και συνήθως διαγιγνώσκονται σε μεταγενέστερο στάδιο, όταν δεν υπάρχει πλέον αναγνωρίσιμος προκακοήθης ιστός.

Η ομάδα διαπίστωσε ότι ο ιός μπορεί να ενσωματωθεί στο γονιδίωμα του ξενιστή χρόνια ή ακόμα και δεκαετίες πριν από τη διάγνωση ενός ασθενούς και ότι μπορεί να συνεχίσει να ενσωματώνεται σε διαφορετικά σημεία του γονιδιώματος του όγκου καθώς ο όγκος μεγαλώνει. Η ανάλυσή τους αποκάλυψε επίσης αρκετές από τις ίδιες μεταλλάξεις που βρέθηκαν σε HPV-αρνητικούς όγκους, εκτός από ορισμένες που είναι μοναδικές για τον ταχύτερα αναπτυσσόμενο τύπο.

Και στους δύο υποτύπους HNSCC, οι επιστήμονες παρατήρησαν περιπτώσεις όπου το γονιδίωμα διπλασιάστηκε, παράγοντας τέσσερα αντίγραφα αντί για δύο, πολλά χρόνια πριν από τη διάγνωση. Παραδόξως, είδαν επίσης ορισμένες περιπτώσεις με τρία αντίγραφα του γονιδιώματος, στις οποίες ένα από τα διπλασιασμένα αντίγραφα διαγράφηκε αργότερα, και αυτοί οι όγκοι ήταν πιο επιθετικοί και πιο πιθανό να αντισταθούν στη θεραπεία. «Αυτές οι γνώσεις μας επιτρέπουν να συνδέσουμε τις πληροφορίες για το χρόνο μετάλλαξης με την εξέλιξη του όγκου και τις διαφορές επιβίωσης», είπε ο Leshchiner.

Οι ερευνητές ελπίζουν ότι το PhylogicNDT μπορεί να βοηθήσει άλλους να ρίξουν φως σε άλλους τύπους καρκίνου που δεν έχουν δείγματα ιστού πρώιμου σταδίου ή, στην περίπτωση σπάνιων καρκίνων, έχουν λίγα δείγματα ιστού. Επιπλέον, αυτές οι υπολογιστικές προσεγγίσεις θα μπορούσαν να μετριάσουν την ανάγκη για εξαντλητικές πειραματικές μελέτες σε κύτταρα ή ζώα που βασίζονται στη δοκιμή και το σφάλμα για να καταλάβουν ποιοι συνδυασμοί γεγονότων μπορούν να προκαλέσουν καρκίνο. Η μέθοδος μπορεί επίσης να εφαρμοστεί σε πολλά υπάρχοντα σύνολα δεδομένων αλληλουχιών εξωμάτων καρκίνου για να εμπλουτιστεί αυτό που είναι ήδη γνωστό για αυτές τις ασθένειες.

Γενετιστές αναπτύσσουν νέα γονιδιακή θεραπεία για το γλαύκωμα

Υπάρχει συσχέτιση μεταξύ COVID-19 και αυτοάνοσης νόσου;

GENESIS Pharma: Πλατφόρμα ενημέρωσης για τη Νωτιαία Μυϊκή Ατροφία (SMA) στα ελληνικά

Ποια είναι τα συμπτώματα και με ποιες ασθένειες συνυπάρχει;