Człowiek jeszcze nigdy nie miał takiej wiedzy na temat nowotworów

Ostatnia aktualizacja 28 lipca 2022

Prawie 15 lat temu w czasopiśmie Nature opublikowano pierwszą sekwencję całego genomu próbki ostrej białaczki szpikowej (AML). Wykorzystując technologię sekwencjonowania nowej generacji, naukowcy zsekwencjonowali i porównali cały genom próbki komórek nowotworowych i prawidłowych komórek skóry pacjenta z AML, co doprowadziło do odkrycia ośmiu nowych mutacji genowych w komórkach nowotworowych. Te przełomowe w tamtym czasie badania potwierdziły podejrzenia onkologów, że sekwencjonowanie genomu może pomóc w identyfikacji nowych mutacji genetycznych, które mogą prowadzić do rozwoju nowotworów i stanowić potencjalne cele dla leków.

W dzisiejszym czasopiśmie Science opublikowano wyniki największego badania tego rodzaju, gdzie zespół naukowców pod kierownictwem profesor Sereny Nik-Zainal z Cambridge University Hospitals (CUH) i University of Cambridge przeanalizował kompletną strukturę genetyczną lub sekwencje całego genomu ponad 12 000 pacjentów z nowotworami w ramach NHS.

Dzięki ogromnej ilości danych, jakie zapewnia sekwencjonowanie całego genomu, badacze byli w stanie wykryć wzorce w DNA nowotworu – lub “sygnatury mutacji” – które dostarczają wskazówek na temat tego, czy pacjent był w przeszłości narażony na środowiskowe przyczyny raka, takie jak palenie tytoniu lub promieniowanie UV, czy też ma wewnętrzne, komórkowe awarie.
Zespołowi udało się również wykryć 58 nowych sygnatur mutacyjnych, co sugeruje, że istnieją dodatkowe przyczyny raka, których jeszcze w pełni nie rozumiemy.

Badania zostały wsparte przez Cancer Research UK. Dane genomowe zostały dostarczone przez 100 000 Genomes Project (Projekt 100 000 genomów link https://www.genomicsengland.co.uk/initiatives/100000-genomes-project), brytyjską inicjatywę badań klinicznych, której celem jest sekwencjonowanie 100 000 całych genomów pochodzących od około 85 000 pacjentów dotkniętych rzadką chorobą lub nowotworem.

Dr Andrea Degasperi, pracownik naukowy Uniwersytetu Cambridge i pierwszy autor pracy, powiedział: “Sekwencjonowanie całych genomów daje nam pełny obraz wszystkich mutacji, które przyczyniły się do powstania nowotworu u każdej osoby. Dzięki tysiącom mutacji nowotworowych mamy bezprecedensową możliwość znalezienia podobieństw i różnic między pacjentami NHS, a dzięki temu odkryliśmy 58 nowych sygnatur mutacyjnych i poszerzyliśmy naszą wiedzę na temat raka.”

Serena Nik-Zainal, profesor medycyny genomowej i bioinformatyki na Uniwersytecie w Cambridge i honorowy konsultant w dziedzinie genetyki klinicznej w CUH, powiedziała: “Powodem, dla którego ważne jest zidentyfikowanie sygnatur mutacji jest to, że są one jak odciski palców na miejscu zbrodni – pomagają wskazać sprawców raka. Niektóre sygnatury mutacji mają implikacje kliniczne lub terapeutyczne – mogą wskazywać na nieprawidłowości, na które mogą być ukierunkowane określone leki, lub mogą wskazywać na potencjalną “piętę achillesową” w poszczególnych nowotworach.”

“Byliśmy w stanie przeprowadzić analizę ponad 12 000 genomów nowotworowych NHS dzięki hojnemu wsparciu pacjentów i klinicystów z całej Anglii. Opracowaliśmy również FitMS, narzędzie komputerowe, które pomaga badaczom i klinicystom zidentyfikować stare i nowe sygnatury mutacji u pacjentów z rakiem, aby potencjalnie skuteczniej informować o leczeniu nowotworów.”

Michelle Mitchell, dyrektor naczelny Cancer Research UK, powiedziała: “To badanie pokazuje, jak potężne mogą być testy sekwencjonowania całego genomu, dając wskazówki na temat tego, jak mógł rozwinąć się rak, jak będzie się zachowywał i jakie opcje leczenia są najlepsze. To fantastyczne, że spostrzeżenia uzyskane w ramach projektu NHS 100 000 genomów mogą być potencjalnie wykorzystane w ramach NHS w celu poprawy leczenia i opieki nad osobami chorymi na raka.”

Profesor Matt Brown, dyrektor naukowy Genomics England, powiedział: “Sygnatury mutacji są przykładem wykorzystania pełnego potencjału WGS. Mamy nadzieję, że uda nam się wykorzystać wskazówki dotyczące mutacji zaobserwowane w tym badaniu i zastosować je ponownie w populacji naszych pacjentów, czego ostatecznym celem jest poprawa diagnostyki i leczenia pacjentów z rakiem.”

Objaśnienia:

W dziedzinie biologii molekularnej i genetyki genom to cała informacja genetyczna organizmu. Składa się z sekwencji nukleotydowych DNA (lub RNA w wirusach RNA). Genom obejmuje zarówno geny (regiony kodujące), jak i niekodujący DNA, a także DNA mitochondrialny i DNA chloroplastów. Badanie genomu nazywa się genomiką.