Новая техника секвенирования ДНК может помочь распутать генетическое разнообразие раковых опухолей

Cancer
Т-клетки-убийцы окружают раковые клетки. Кредит: NIH

Способность к секвенированию генома опухоли произвела революцию в лечении рака за последние 15 лет, выявив причины возникновения рака на молекулярном уровне. Но понимание генетического разнообразия отдельных клеток в опухоли и того, как это может повлиять на прогрессирование заболевания, оставалось проблемой из-за существующих ограничений секвенирования генома.

Используя метод секвенирования отдельных клеток на основе микрофлюидных капель, исследователи USC одновременно секвенировали геномы почти 1500 отдельных клеток, обнаруживая генетическое разнообразие, ранее скрытое в хорошо изученной клеточной линии меланомы.

Исследование, только что опубликованное в Nature Communications Biology, демонстрирует способность секвенирования отдельных клеток выявлять возможные эволюционные траектории раковых клеток.

«Мы использовали этот подход для изучения стандартной линии раковых клеток, которую тысячи раз исследовали в разных лабораториях», — сказал доктор философии Дэвид Крейг, один из директоров Института трансляционной геномики при Медицинской школе Кека. USC и автор исследования. «Что было действительно удивительным, так это то, что с помощью этой технологии мы обнаружили сложность, которую не ожидали. Эта линия фактически стала смесью различных типов ячеек. Пересматривая десятилетия предыдущей работы над этой линией — теперь с этой новой информацией — у нас есть новые понимание эволюции опухоли. «

Получение высокого разрешения для определения сложности рака

В настоящее время генетическую информацию о опухоли обычно получают путем секвенирования миллионов опухолевых клеток вместе, а не по отдельности. Хотя этот метод предлагает широкий взгляд на генетический состав ткани, он может пропустить небольшие популяции раковых клеток в опухоли, которые отличаются от большинства клеток.

При использовании других подходов, которые анализируют ДНК отдельных клеток, этот процесс является трудоемким, требующим нескольких недель для обработки всего нескольких клеток и требующим ресурсов, которых нет в большинстве лабораторий.

В этом исследовании исследователи использовали новую методику, называемую «профилирование числа копий в одной ячейке». разработанный компанией 10X Genomics с новыми методами анализа, которые объединили эти результаты с результатами исторических методов.

«Вместо того, чтобы анализировать тканевую ДНК, которая составляет в среднем тысячи клеток, мы проанализировали индивидуальную ДНК из почти 1500 клеток в рамках одного эксперимента», — сказал д-р Энрике Веласкес-Вильярреал, ведущий автор и доцент кафедры геномики трансляции. в Медицинской школе Кека в ОСК. «Изучая рак в этом более высоком разрешении, мы можем обнаружить информацию, которую пропускает массовое секвенирование в более низком разрешении».

Их анализ выявил, по крайней мере, четыре основных субпопуляции клеток, также известных как клоны, которые, как ожидается, в какой-то момент эволюции линии раковых клеток будут мутировать из исходной раковой клетки.

Способность идентифицировать субклоны в раковой ткани может дать важную биологическую информацию о том, как рак прогрессирует, как он распространяется и почему он может стать устойчивым к лечению.

«Что если в опухоли есть небольшая популяция клеток, которая приобрела изменение, которое делает их устойчивыми к терапии? Если бы вы взяли эту опухоль и просто размололи ее и упорядочили, вы можете не увидеть это изменение, «сказал Джон Карптен, доктор философии, автор исследования и один из руководителей Программы трансляционных и клинических наук в Университете рака США USC Norris, заведующий кафедрой трансляционной геномики, Школа медицины Keck, и со-директор ОСК Институт трансляционной геномики. «Если вы перейдете на уровень отдельных клеток, вы не только увидите его, но и увидите конкретную популяцию клеток, которая действительно получила это изменение. Это может обеспечить более ранний доступ к молекулярной информации, которая может помочь определить подходы к лечению»./р>

Исследователи планируют поделиться своими данными в надежде, что больше исследователей рака сосредоточатся на секвенировании отдельных клеток. Они также используют свою технику для изучения генетического разнообразия в клинических образцах рака как способ лучше понять ранние молекулярные изменения, которые приводят к агрессивным и трудно поддающимся лечению распространенным видам рака.

Похожие новости

Добавить комментарий

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