Секвенирование всего генома может облегчить лечение рака

Секвенирование всего генома опухолевых клеток может помочь спрогнозировать рак у пациента и предложить ключи для определения наиболее эффективного лечения, предполагает международное исследование, опубликованное в научном журнале Nature Medicine.

Актуальность исследования

Человеческий геном состоит из ряда молекул, известных как нуклеотиды. Они представлены буквами А, Г, Ц и Т. Иногда происходят изменения в «написании» нашей ДНК — например, А становится Г. Эти изменения, известные как мутации, могут быть вызваны рядом факторов, некоторые из которых являются спонтанными, другие вызваны негативными факторами окружающей среды, такими как воздействие табачного дыма или ультрафиолетового света, и все они оставляют характерные признаки в геноме.

Когда клетки делятся и размножаются, они делают копии своей ДНК, поэтому любые орфографические ошибки будут воспроизведены. Со временем количество ошибок накапливается, что приводит к неконтролируемому росту клеток — развитию опухолей.

Секвенирование всего генома (WGS) — это метод, который включает в себя чтение всей генетической схемы раковой клетки и сравнение ее со здоровыми клетками пациента, чтобы увидеть, как мутировала ДНК. Изучая все мутации, присутствующие в целом геноме рака и найдя все сигнатуры в них, можно выявить различные факторы, которые воздействовали на опухоль.

Материалы и методы исследования

Чтобы понять, может ли WGS быть полезной в клинических условиях, ученые из Кембриджа объединились с коллегами из Швеции, проводящими общенациональный проект под названием SCAN-B, в котором с 2010 года набираются все женщины с диагнозом рак молочной железы на юге Швеции, так как SCAN-B имеет большое количество клинических результатов.

Это международное сотрудничество ученых использовало WGS для анализа опухолей у пациентов, у которых был диагностирован тройной негативный рак молочной железы. Данный вид рака называется так потому, что в  опухоли отсутствуют три ключевые молекулы, известные как рецепторы. На их долю приходится около 9% случаев рака молочной железы. 

«Секвенирование всего генома дает нам полное представление о геноме рака. Оно раскрывает многие вещи, которые мы не могли видеть ранее, потому что мы просто не искали их», — объясняет Серена Ник-Зайнал (Serena Nik-Zainal) из Кембриджского университета (University of Cambridge), которая руководила исследованием.

«Наличие полной карты генома рака для каждого пациента помогает нам понять, что вызвало опухоль каждого пациента, и более эффективно лечить каждого индивидуума. Раньше это было похоже на путешествие только с ограниченной картой, но теперь, с полным секвенированием генома мы имеем гораздо лучшую, более подробную карту, и знаем, как лучше всего добраться до пункта назначения», — добавляет она.

Затем ученые применили алгоритм машинного обучения под названием HRDetect, который они ранее разработали для идентификации опухолей с сигнатурами, вызванными мутациями в генах BRCA1 или BRCA2. Наличие варианта любого из этих двух генов значительно увеличивает риск развития рака молочной железы, и специально для этих опухолей был разработан относительно новый класс противораковых препаратов, называемых ингибиторами PARP. Оценки HRDetect ранее предполагали, что у большей части женщин в общей популяции могут быть опухоли, которые очень похожи на BRCA1 / BRCA2-мутантный рак.

Принимая оценки, ученые классифицировали каждого пациента как высокий, средний или низкий балл.

Результаты научного исследования

Пациенты, получившие высокие оценки, были теми, кто имел лучшие результаты при использовании современных методов лечения тройного негативного рака молочной железы — они также лучше реагировали на ингибиторы PARP.

Современные методы лечения тройного негативного рака молочной железы имеют ограниченную эффективность, что говорит о необходимости новых подходов для борьбы с этими видами рака. Тем не менее, генетические изменения и сигнатуры, выявленные с помощью WGS, дали понять механизмы, управляющие этими опухолями, что, в свою очередь, может помочь в разработке новых лекарств.

Пациенты с низкими показателями имели плохие результаты, хотя и не такие плохие, как в промежуточной группе. Тем не менее, профиль WGS в некоторых из этих опухолей указывает на биологические отклонения, которые потенциально могут быть направлены на существующие лекарства, проходящие в настоящее время клинические испытания, такие как ингибиторы контрольной точки или ингибиторы AKT.

«Используя секвенирование всего генома, мы можем по-настоящему отличить опухоли, которые могут или не могут реагировать на современные препараты, среди пациентов с тройным негативным раком молочной железы, с которым нам все еще трудно бороться», — говорит первый автор Йохан Стааф (Johan Staaf) из Университета Лунда (Lund University), Швеция. «Но важно, что этот подход также дает нам подсказку о некоторых механизмах, которые работают неправильно в опухолях с негативным исходом, и, следовательно, о том, как мы можем относиться к этим опухолям по-разному или как мы можем разрабатывать новые лекарства».

Скорость технологии секвенирования прогрессировала так, что WGS может быть проведена за 24 часа, и еще 24-48 часов необходимо для анализа данных. Следовательно, теоретически, должно быть возможным предложить всем пациентам возможность скрининга всего генома, что позволит лично оценить их опухоли и возможные варианты лечения.

Выводы

«Потенциал для секвенирования всего генома, чтобы открыть персонализированный подход к лечению рака, огромен», — говорит доктор Ник-Зайнал. «В прошлом стоимость и проблемы с управлением огромным объемом данных создавали барьеры для их широкого применения. Но мы приближаемся к тому времени, когда эту процедуру могут сделать доступной для всех», — резюмирует он.

Авторы другого исследования утверждают, что в борьбе с раком молочной железы помогут лук и чеснок.

Приглашаем подписаться на наш канал в Яндекс Дзен


 
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Хусаинов Руслан Халилович/ автор статьи
Должность - Главный редактор, автор статьей E-mail для связи - [email protected] Врач - ультразвуковой диагностики, детский травматолог-ортопед  г. Санкт-Петербург.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: