По мере того как люди стареют, мутации могут накапливаться в стволовых клетках крови и их клонах в процессе, известном как возрастной клональный гемопоэз (age-related clonal hematopoiesis, ARCH). ARCH может быть фактором риска острого миелоидного лейкоза (ОМЛ), формы рака крови. Новое исследование дает представление о том, почему иногда ARCH приводит к ОМЛ, а иногда – нет. Результаты исследования, опубликованные в научном журнале Nature Communications, могут значительно улучшить раннее выявление и лечение ОМЛ за счет определения лиц с высоким риском развития заболевания, чтобы за ними можно было более внимательно наблюдать.
Новизна исследования
В своей работе ученые показали, как взаимодействие положительного, нейтрального и отрицательного эволюционного отбора, воздействие на мутации в стареющих стволовых клетках крови, может привести к ОМЛ у некоторых людей с ARCH. Исследователи продемонстрировали, как отрицательный отбор, или «очищающий отбор», присутствующий у людей, у которых не развилось злокачественное новообразование, предотвращает доминирование клеток, связанных с заболеванием, в популяции клеток. Эти открытия позволяют выявлять людей с ARCH, которые подвержены повышенному риску развития ОМЛ.
«Мы показали, что совокупность эволюционных сил, действующих в гемопоэтических стволовых клетках, может быть надежным индикатором тех, кто подвержен повышенному риску рака крови, такого как ОМЛ», – заявил доктор Филип Авадалла (Philip Awadalla), директор отдела вычислительной биологии Института онкологических исследований Онтарио (OICR). «Возможность точной классификации пациентов на основе риска позволит проводить более частый и интенсивный скрининг пациентов с мутациями ARCH с соответствующей эволюционной характеристикой».
Материалы и методы исследования
Исследовательская группа с помощью вычислений сгенерировала более пяти миллионов популяций крови, обучила модель глубокой нейронной сети (тип машинного обучения) распознавать различную эволюционную динамику и использовала модель для анализа образцов крови, подвергшихся глубокому геномному секвенированию. Эти образцы были взяты у 92 человек с ОМЛ, и у 385 человек без ОМЛ, несмотря на наличие ARCH. Это исследование является одним из первых, в котором используется единая система инструментов для фиксации взаимодействия множества эволюционных сил, действующих в ARCH.
«Модели, которые мы разработали в этом исследовании, могут значительно повысить ценность ARCH как биомаркера злокачественных новообразований крови», – считает Куэйд Моррис (Quaid Morris), сотрудник Мемориального онкологического центра им. Слоуна Кеттеринга (MSK). «Наша команда с нетерпением ждет продолжения углубления нашего понимания ARCH и того, что эти достижения помогут пациентам».
Результаты научной работы
Исследователи смогли показать, что эти альтернативные эволюционные модели спрогнозировали риск ОМЛ с течением времени. Точно так же эти инструменты смогли идентифицировать гены, в которых могут накапливаться мутации, повреждающие стволовые клетки.
«Наше новое применение инструментов глубокого обучения и популяционных генетических моделей для геномного секвенирования позволило нам с очень высокой степенью точности классифицировать эволюционные взаимодействия в образцах крови», – заключает Кимберли Скид (Kimberly Skead) из Университета Торонто (University of Toronto).
«В будущем мы ожидаем проведение скрининга образцов крови для раннего выявления заболеваний и рака крови. С помощью этих инструментов мы сможем более активно контролировать здоровье людей. Раннее обнаружение рака имеет решающее значение с точки зрения профилактики и эффективности лечения», – добавляет Авадалла.
Авторы другого исследования утверждают, что прогрессированию острого миелоидного лейкоза способствует витамин B6.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
