A genetikai aktivitás feltérképezése fontos lépés a személyre szabott rákkezelés felé
A kromoszómák közelében található genetikai anyagok vizsgálata előre jelezheti, hogy a mutált, rákot okozó gének hogyan alakítják át a DNS-t és változtatják meg a tumor mikrokörnyezetét. A legkorszerűbb agydaganat-kutatás olyan alapvető ismereteket tár fel, amelyek javítani fogják a precíziós orvoslás gyakorlatát, és lehetővé teszik az onkológusok számára, hogy személyre szabottabb terápiákat nyújtsanak a rákos betegeknek.
A kromoszómákon kívüli apró DNS-molekulákat korábban figyelmen kívül hagyták, de az elmúlt évtized kutatásai kimutatták, hogy ezek az extrakromoszómális DNS-nek vagy ecDNS-nak nevezett körök a biológia törvényeit megsértve táplálják a rákot. Az extrakromoszómális DNS (ecDNS) a kromoszómákon kívül, a sejtmagon belül vagy kívül található DNS-molekulákat jelenti. Ezek a molekulák gyakran kör alakúak és jelentős szerepet játszhatnak a sejtek folyamatainál, különösen a rák kialakulásában és előrehaladásában.
„Kutatásunk új betekintést nyújt a különböző ecDNS-k közötti kölcsönhatásokba. Fontos, hogy amikor az ecDNS és a rákot okozó összetevők, mint az EGFR fehérje vagy a tumorfehérje p53, előfordulnak, a tumor mikrokörnyezete hipoxiás állapotba kerül. Ez oxigénhiányos állapothoz vezet, amely összefüggésbe hozható a rák progressziójával, a terápiával szembeni rezisztenciával és a rossz klinikai eredményekkel” – mondta David Craig, a City of Hope Integratív Transzlációs Tudományok Tanszékének professzora és tanszékvezetője, a Nature Communications folyóiratban megjelent tanulmány társszerzője.
A térbeli transzkriptomika (a DNS-aktivitás mérése és feltérképezése) genomikus adatokkal kombinálva segíthet azonosítani a tumoron belül azokat a sejtcsoportokat, amelyek közös ősökkel rendelkeznek, de további mutációkat szereztek. Ezek térbeli eloszlása segít megérteni a tumor fejlődését. Az új transzlációs tudományos adatok alátámasztják a City of Hope precíziós orvoslási kutatásait, amelyek innovatív módszerekkel jobb eredményeket és kevesebb mellékhatást biztosítanak több beteg számára.
A City of Hope kutatói vezették azt a csapatot, amely tömeges RNS-szekvenálást, tumor/normál DNS-szekvenálást és térbeli transzkriptomikát végzett egy kis mintán gliómákból – az agyban vagy a gerincvelőben kialakuló daganatokból. Különböző kísérletek és validációs csoportok segítségével azonosítani tudták a tumor mikrokörnyezetének közös és megkülönböztető jellemzőit, és kidolgoztak egy integrált elemzési keretrendszert, amelyet mások is felhasználhatnak.
Bár ez a tanulmány kizárólag a különböző típusú agydaganatokat értékelte, a térbeli transzkriptomikai elvek és a genomszekvenálási technikák egy napon lehetővé teszik az orvosok számára, hogy személyre szabottabb terápiákat nyújtsanak a rákos betegeknek. A rák és kezelése nem egyformán hat mindenkire. Az örökletes és nem örökletes sejtek közelében található ecDNS molekuláris aktivitásának megértése mély betekintést nyújt a potenciális terápiás célpontokba és a rák kiújulásának kockázatába.
A kutatók kimutatták, hogy az ecDNS gyors rákos sejtek (onkogének) szaporodását idézi elő a kromoszómákon kívül, amelyek a sejtmagban található, a DNS-t és az RNS-t tartalmazó szálszerű struktúrák. Az ecDNS hozzájárul a gliómák kialakulásához, a genetikai instabilitáshoz és a tumoron belüli különböző tumorsejt-populációk kialakulásához, ami megnehezíti a rák megszüntetését.
Az ecDNS dinamikus jellege lehet az, ami lehetővé teszi a rákos sejtek számára, hogy alkalmazkodjanak és elősegítsék a tumor progresszióját, átprogramozva genomjukat, a mikrokörnyezetben bekövetkező változásokra, beleértve a terápiákból eredő változásokat is.
„Most bebizonyítottuk, hogy a rákos sejtek hogyan programozzák át dinamikusan saját genomjukat, hogy kontrollálják és reagáljanak a tumor mikrokörnyezetére. E mechanizmusok feltárásával megnyitjuk az utat a pontosabb és hatékonyabb, az egyes betegek egyedi biológiájához igazított kezelések előtt” – mondta Dr. Craig.