Исследователи исследуют продолжающуюся эволюцию рака

Текущая эволюция рака
Трехмерная структура клетки меланомы, полученная методом ионно-абразивной сканирующей электронной микроскопии. Предоставлено: Шрирам Субраманиам, Национальный институт рака, Национальные институты здравоохранения.

Раки приобретают и теряют большие участки хромосом в одних клетках, но не в других. Этот процесс может указывать на продолжающуюся эволюцию и отбор по предпочтительным признакам, сообщает группа исследователей под руководством Центра молекулярной медицины Макса Дельбрюка. Ассоциация Гельмгольца (MDC), Институт Фрэнсиса Крика и Университетский колледж Лондона. Открытие, опубликованное в журнале Nature, распространялось на 22 типа опухолей, включая рак груди, колоректальный рак и рак легких.

«Объем продолжающейся структурной эволюции этих раковых геномов намного выше, чем мы первоначально ожидали, и выше, чем обычно предполагает сообщество», — говорит д-р Роланд Шварц, глава группы по эволюционной и онкологической геномике MDC и один из авторов статьи. старшие авторы.

Вариант, по-видимому, способствует получению или созданию большего количества копий больших участков хромосомы, содержащих гены, полезные для раковых клеток, и потере участков с генами, которые могут подавлять опухоль. «В этом есть смысл, но раньше никогда не было доказано, что это происходит постоянно с таким количеством типов опухолей», — говорит Шварц.

Сначала мама или папа?

Шварц и автор первой статьи Том Уоткинс, доктор философии. Студент Института Фрэнсиса Крика, которым Шварц руководит совместно, последние пять лет вместе работали над разработкой метода, который мог бы помочь более детально прояснить эти крупномасштабные мутации. Эти изменения, называемые изменениями числа соматических копий, могут включать полные хромосомные ветви или даже целые хромосомы, что намного больше, чем «точечные» мутации в отдельных генах. В частности, они хотели знать, произошло ли изменение в материнской копии хромосомы, или в отцовской копии, или в обеих, и в каком порядке произошли изменения.

«Понимание продолжающейся хромосомной нестабильности и возникающей в результате неоднородности числа копий может дать информацию о будущих подходах к лечению», — говорит Уоткинс.

Используя новый алгоритм под названием refphase и статистический анализ, они смогли достичь такого высокого уровня детализации гаплотипов. Вместе с коллегами они применили подход к 1421 образцу из 394 опухолей, представляющих 22 типа опухолей. Важно отметить, что эти образцы были взяты как минимум из двух разных частей опухоли, что позволило исследователям сравнить различия между регионами.

«Эти наборы данных все еще довольно редки, поэтому я была рада поработать над крупнейшим сборником многорегиональных данных по раку», — говорит Марина Петкович, доктор философии. студент лаборатории Шварца, которая является частью Берлинского института медицинской системной биологии (BIMSB) при MDC, и второй автор статьи.

Они обнаружили большое разнообразие хромосомных прибылей и потерь между клетками, взятыми из разных частей опухоли. Такой высокий уровень вариабельности был обнаружен во всех проанализированных типах опухолей.

Распространенные дисбалансы

Команда часто обнаруживала, что в одной части опухоли прирост или потеря были только в материнской копии хромосомы, а в другой части опухоли прирост или потеря был только в отцовской копии. Это явление, которое Шварц и его коллеги впервые назвали в исследовании 2017 года, называется «зеркальным субклональным дисбалансом аллелей» (MSAI). «Эти события MSAI присутствуют во многих типах опухолей, мы находим их повсюду», — говорит Шварц.

Эти дисбалансы могут указывать на отдельные эволюционные события, происходящие параллельно, что предполагает отбор. Требуется дальнейшее исследование, чтобы лучше понять, действительно ли приобретаемые или утраченные сегменты хромосомы полезны для опухоли или случайны. Но одно можно сказать наверняка: это открытие является убедительным доказательством того, что рак постоянно модифицирует свой геном в больших масштабах, что также называется хромосомной нестабильностью.

Он посвящен продолжающейся дискуссии в области геномики рака. Некоторые утверждают, что в начале жизни опухоли происходит ряд эволюционных изменений, но затем геном остается относительно стабильным. Другие, включая Шварца и его коллег, подозревают, что эти изменения продолжаются на протяжении всей жизни рака. «Наш подход предоставляет существенные доказательства продолжающейся хромосомной нестабильности на уровне детализации, который ранее был невозможен», — говорит Шварц.

Шварц и его команда в настоящее время проводят бета-тестирование своего алгоритма для публичного выпуска в виде пакета R, программного обеспечения с открытым доступом для анализа данных. Это позволит другим в этой области использовать их технику.

Похожие новости

Добавить комментарий

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