Новое исследование показывает, что новый метод получения отпечатков ДНК отдельных раковых клеток раскрывает истинные масштабы генетического разнообразия рака.
С помощью этого метода можно определить основополагающие мутации, из которых возникла опухоль, а затем с помощью компьютерного программного обеспечения составить карту генеалогического древа рака.
Ученые из Института исследований рака в Лондоне и Института Сэнгера Wellcome Trust использовали секвенирование ДНК для выявления панели мутаций, присутствующих в тысячах раковых клеток у трех пациентов с лейкемией. Затем они протестировали сотни отдельных раковых клеток на каждую мутацию, чтобы определить их генетический отпечаток и поместить их в генеалогическое древо рака.
Исследование показало, что рак каждого пациента имеет свое родословное древо с уникальной серией мутаций, способствующих их развитию.
Результаты могут быть использованы для определения ключевых мутаций, которые возникают на ранних стадиях развития опухолей, что позволит врачам более эффективно использовать целевые методы лечения.
Исследование, опубликованное в журнале Genome Research, финансировалось Leukemia and Lymphoma Research, Фондом лейкемии Кея Кендалла, Институтом исследований рака (ICR) и Wellcome Trust.
Опухоли растут в процессе дарвиновской эволюции, когда раковые клетки развивают полезную мутацию, которая позволяет им выживать и размножаться, производя популяцию клеток, которые могут мутировать дальше.
Секвенирование всего генома рака обеспечивает подсчет множества мутаций, которые накапливаются в нем, но может не определить, где мутации ответвляются от эволюционного дерева, чтобы произвести отдельные субпопуляции клеток.
Целевые методы лечения рака предназначены для атаки молекул, образующихся в результате мутаций, но если целевая мутация происходит в эволюционной ветви, а не в стволе, лечение не удастся, поскольку другие ветви доминируют и распространяются устойчивые к лечению клетки.
В новом методе использовалось программное обеспечение, чтобы отнести раковую клетку с наименьшим количеством мутаций к предковому клону и поместить ее в корень эволюционного генеалогического древа, а другие клоны расположены в виде ветвей над ним.
Профессор Мел Гривз, профессор клеточной биологии в Институте исследований рака, сказал:
“Разнообразие генетики отдельных видов рака раскрывает скрытые в противном случае истории эволюции раковых клеток. Наше исследование показывает, как мутации распределяются по шаблонам ветвления, уникальным для каждого пациента. Разнообразие этих эволюционных древовидных структур помогает объяснить, почему запущенный рак может быть таким устойчивым к лечению.”
Профессор Алан Эшворт, исполнительный директор Института исследований рака, сказал:
«Развитие устойчивых раковых клеток может стать проблемой для таргетной терапии. Если мы сможем понять, как это происходит, мы сможем разработать более эффективные методы лечения, которые замедлят или предотвращают рецидив после лечения.”
Доктор Элли Папаэммануил из проекта «Геном рака» Института Сэнгера Wellcome Trust сказала: «Геномика отдельных клеток, генетическое исследование отдельных клеток, становится все более важным для исследований рака. Это позволяет нам расшифровать порядок и время получения мутаций, а также дает представление о биологических механизмах или воздействиях, которые приводят к мутациям.”
Профессор Крис Банс, директор по исследованиям в Leukemia & Lymphoma Research, сказал: «Мы начинаем понимать, насколько уникальным и сложным является рак каждого пациента и какие глубокие последствия это может иметь для успеха лечения. Каталогизируя множество генетических дефектов, обнаруженных в сотнях отдельных лейкозных клеток у каждого пациента, это исследование значительно продвигает наше понимание того, как рак начинается и развивается. Разработанные эффективные и точные методы могут быть использованы при лейкемии и других формах рака, чтобы предсказать, как будет прогрессировать заболевание человека, направить индивидуальный выбор лечения для нацеливания на рак в его корне и контролировать риск его рецидива.”