Общая картина генома, обнаруженная в опухолях у пациентов с раком головного мозга, предсказывает продолжительность жизни

Общая картина генома, обнаруженная в опухолях у больных раком головного мозга, предсказывает ожидаемую продолжительность жизни
                В своей лаборатории по обработке геномных сигналов Альтер разрабатывает новые математические методы, которые уникальным образом подходят для персонализированной медицины. Предоставлено: Натан Л. Галли, Университет Юты.

За последние 70 лет лучшим показателем ожидаемой продолжительности жизни для пациента с глиобластомой (ГБМ) — наиболее распространенным и наиболее агрессивным раком головного мозга — просто был возраст на момент постановки диагноза. Теперь международная группа ученых экспериментально проверила предсказатель, который является не только более точным, но и более клинически значимым: модель сопутствующих изменений уровней содержания ДНК или количества копий в сотнях тысяч участков по всей опухоли геном.
                                                                                       

Пациенты с геномным паттерном выживают в среднем один год. Тем не менее, пациенты без него выживают в три раза дольше, в среднем на три года. Результаты получены в результате ретроспективного клинического испытания, которое было опубликовано сегодня в журнале Applied Physics Letters (APL) Bioengineering.

Наличие предиктора ожидаемой продолжительности жизни пациента может помочь в принятии медицинских решений. Шаблон GBM, в принципе, может использоваться сегодня таким образом. Например, когда у пациента результаты магнитно-резонансной томографии являются неубедительными, такая информация может помочь врачам решить, следует ли выполнять вмешательство.

«Информация, содержащаяся в этом паттерне и других паттернах, которые мы можем обнаружить с помощью тех же математических методов, может улучшить стандарт лечения ГБМ и других заболеваний», — сказал руководитель группы, доктор философии Орли Алтер. Юта, научный сотрудник, научный сотрудник, исследователь и исследователь (USTAR), профессор биоинженерии и генетики человека в Научно-вычислительном институте и Институте визуализации и Онкологическом институте Хантсмана в Университете Юты.
            Общая картина генома, обнаруженная в опухолях у пациентов с раком головного мозга, предсказывает ожидаемую продолжительность жизни
                Международная группа ученых экспериментально проверила предиктор ожидаемой продолжительности жизни пациента с ГБМ, который не только более точен, но и более клинически значим, чем возраст на момент постановки диагноза, что является лучшим показателем за последние 70 лет. Предоставлено: Орли Алтер, Университет Юты.

Персонализация лекарств

Наличие предиктора, охватывающего весь геном, также может помочь лекарствам перейти к разрешению регулирующих органов. Это связано с тем, что кумулятивный эффект всех генов, как считается, участвует в реакции на наркотики.

«Мы ожидаем, что модель GBM, например, определит пациентов, которые получат пользу от препарата в будущих клинических испытаниях», — сказал Шри Прия Поннапалли, доктор философии, старший научный сотрудник и выпускник лаборатории Альтера, кто первый автор статьи.

«Даже если препарат нацелен только на один ген, реакция пациента на препарат будет зависеть от состояния всего генома, а не только этого одного гена», — добавила она. Успешное одобрение любого дополнительного препарата будет значительным. Например, в GBM только одно лекарство, которое не лечит GBM, перешло от испытаний к стандарту медицинской помощи за последние 40 лет.

Шаблон GBM не только предсказывает выживание, но также включает в себя большинство изменений числа копий ДНК, которые были известны, и, по крайней мере, столько же, сколько было нераспознано в GBM до его обнаружения, включая новые мишени для введения лекарств. Это позволяет усилиям по разработке лекарственных средств непосредственно сосредоточиться на генных мишенях, которые, как было показано, коррелируют с результатами лечения пациентов.


            Общая картина генома, обнаруженная в опухолях у больных раком головного мозга, предсказывает ожидаемую продолжительность жизни
                Команда Альтера была первой, кто успешно идентифицировал, а теперь экспериментально подтвердил связь между числами копий ДНК опухоли ГБМ и ожидаемой продолжительностью жизни пациента. Предоставлено: Орли Алтер, Университет Юты.

Поиск взаимосвязи между результатами лечения пациентов и целыми геномами

Команда Альтера была первой, которая успешно определила и теперь экспериментально проверяет связь между числами копий ДНК опухоли ГБМ и ожидаемой продолжительностью жизни пациента. Тем не менее, исследователи признали этот тип изменения ДНК в качестве признака рака на протяжении более чем столетия и наблюдали их в опухолях GBM в течение десятилетий.

Команда раскрыла эти отношения, разработав и использовав новые математические методы для сравнения и сопоставления опухолей и нормальных полных геномов из Атласа генома рака (TCGA), публично открытой национальной базы данных. Повторные предыдущие попытки связать числа копий ДНК опухоли с исходом пациента с ГБМ не дали результатов, включая предыдущие исследования тех же данных из TCGA, в которых использовались другие методы.

Это первый предиктор, охватывающий весь геном опухоли.

Новые математические методы преодолели три различные проблемы, которые другие не имели. Во-первых, они обнаружили закономерности в сотнях тысяч сайтов в целых геномах, которые имеют три миллиарда нуклеотидов. Во-вторых, они смогли сделать это через опухоль и соответствующие нормальные геномы одновременно. В-третьих, они смогли сделать это в небольших группах пациентов, около 100, что типично для клинических испытаний.

«Наши математические методы были успешными, потому что они используют сложную структуру наборов данных, а не упрощают или стандартизируют их, как это обычно делается», — сказал Альтер. «Это позволяет отделить паттерны, которые встречаются только в геномах опухоли, от паттернов, которые встречаются в геномах нормальных клеток организма, и вариации, вызванные экспериментальными несоответствиями».

Эти методы могут использоваться с любыми данными, биологическими и другими. Поэтому их можно использовать для информирования персонализированных подходов к различным состояниям здоровья, включая инфекционные заболевания.

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *