Исследовательская группа из больницы общего профиля Массачусетса разработала простой анализ, который может выявить эволюционные отношения между первичными опухолями и метастазами у пациента, информация, которая когда-нибудь может помочь в планировании лечения.
Процесс метастазирования – способность опухоли распространяться на другие части тела – все еще плохо изучен. Нелегко определить, началось ли метастазирование на ранней или поздней стадии развития первичной опухоли, или отдельные участки метастазирования были засеяны непосредственно из исходной опухоли или из промежуточного участка. Теперь исследовательская группа разработала простой анализ, который может выявить эволюционные отношения между различными участками опухоли у пациента, информация, которая когда-нибудь может помочь в планировании лечения.
"Если бы мы могли построить «генеалогическое древо» всех раковых узлов у пациента, мы могли бы определить, как разные опухоли связаны друг с другом, и реконструировать, как развивался рак," говорит Камила Наксерова, доктор философии из Лаборатории биологии опухолей Стила при Массачусетской больнице общего профиля (MGH), автор-корреспондент отчета, опубликованного в раннем издании PNAS. "Обычно для этого требуется обширный генетический анализ со сложными методами секвенирования, но наша методология позволяет достичь этой цели быстро и с минимальными экспериментальными усилиями."
Исследователи рака только начинают исследовать степень и значение генетических различий между опухолевыми клетками – либо клетками внутри отдельной опухоли, либо между первичной опухолью и метастазами в других частях тела. Авторы отмечают, что существует две разные модели метастазирования: одна, в которой развитая первичная опухоль распространяет метастатические клетки на поздних стадиях своего развития, что предсказывает незначительные генетические различия между первичными и метастатическими клетками, и другая, в которой метастазирование происходит на ранней стадии развития опухоли. который мог бы предсказать значительные генетические различия в метастатических клетках, которые развились отдельно от клеток первичной опухоли. Некоторые исследования предполагают, что эти две модели применимы к разным типам рака, но данные о пациентах пока ограничены.
Чтобы ответить на важные клинические вопросы, например, является ли генетическое разнообразие фактором риска агрессивного развития опухоли или как оно связано с резистентностью к лечению, необходимо проанализировать образцы многих пациентов с различными типами рака. Использование таких технологий, как секвенирование всего генома или всего экзома (часть генома, кодирующая белок), требует специального оборудования и расширенного анализа данных и по-прежнему является относительно дорогостоящим. Подход, разработанный командой MGH, фокусируется на небольших участках генома человека – так называемых полигуаниновых (поли-G) повторах, которые особенно подвержены мутации, с генетическими «ошибками», часто возникающими во время деления клеток. Хотя эти мутации не имеют прямого отношения к развитию или прогрессированию опухоли, они могут выявить ее происхождение – то, как отдельные опухолевые клетки связаны друг с другом.
В данной статье авторы впервые адаптируют анализ повторов Poly-G, первоначально разработанный для изучения родственных связей между отдельными клетками у мышей, для исследования рака человека. Анализ поли-G-профилей образцов первичного и метастатического рака толстой кишки от 22 пациентов показал, что взаимосвязь между первичными и метастатическими опухолями различалась для каждого пациента. У некоторых людей наблюдались значительные генетические различия между участками опухоли, что свидетельствует о раннем метастатическом распространении; в других случаях разница между первичной опухолью и ее метастазами была незначительной. Исследователи также выявили случаи, в которых генетические профили метастазов были аналогичны профилям только некоторых клеток в первичной опухоли, предполагая, что эти клетки были источником метастазов, и другие случаи, в которых генетические профили метастазов из той же первичной опухоли различались в зависимости от их расположения.
"Мы обнаружили, что есть несколько путей, которые могут привести к метастатическому заболеванию," говорит Наксерова, научный сотрудник лаборатории Стила. "В настоящее время мы применяем эту методологию для решения конкретных клинически значимых вопросов о биологии метастазирования у большего числа пациентов. Этот метод быстрый и недорогой, и его следует применять не только для рака толстой кишки, но и для других типов опухолей."
Соавтор Елена Брахтель, доктор медицинских наук, из MGH Pathology, отмечает, что для этого исследования использовались архивные ткани из файлов отделения. "После завершения диагностических исследований ткани, удаленной во время операции пациента, парафиновые тканевые блоки, зафиксированные формалином, хранятся в течение нескольких лет. Все чаще новые молекулярные тесты могут проводиться на ткани, которая была удалена у пациента несколькими годами ранее, в то время, когда эти тесты еще не были доступны."
Ракеш К. Джейн, доктор философии, директор лаборатории Стила и старший автор статьи, добавляет:, "Анализ имеет множество потенциальных клинических применений. Например, с его помощью можно надежно и быстро отличить метастаз от второй, независимой опухоли. Или он может идентифицировать первичную опухоль в ситуациях, когда присутствуют множественные поражения, и неясно, какое из них отвечает за посев метастазов." Джайн – повар-профессор радиационной онкологии (биологии опухолей) в Гарвардской медицинской школе.