Рак груди является второй по значимости причиной смерти от рака у женщин в Соединенных Штатах, причем большинство смертей вызвано раком, распространившимся за пределы груди. В новом исследовании Университета Северной Каролины исследователи Комплексного онкологического центра Линбергера выявили генетические ключи, объясняющие, как распространяется или метастазирует рак груди, – результаты, которые могут привести к более эффективному лечению или подходам к предотвращению его распространения в самом начале.
В Журнале клинических исследований исследователи опубликовали свой анализ генетических различий, которые они обнаружили у пациентов с первичным раком груди и метастатическим раком. Понимая, как развиваются метастазы рака груди, исследователи надеются лучше объяснить, как они возникают. Это понимание может открыть новые подходы к лечению и профилактике метастатического рака молочной железы.
"Это было очень сложное исследование, но оно позволило нам сделать снимок как первичной опухоли, так и опухоли после ее распространения, чтобы проследить ее эволюцию," сказал первый автор исследования Марни Сигель, аспирантка программы UNC MD / PhD.
Используя данные, полученные из Программы донорства опухолей молочной железы UNC-Chapel Hill, исследователи проанализировали ДНК и паттерны экспрессии генов как в первичной опухоли, так и в сопоставлении с метастатическим раком у 16 пациентов. Одним из основных открытий было то, что рак обычно не распространился за пределы груди как единичная клетка. Вместо этого исследователи обнаружили, что, исходя из генетических паттернов, набор клеток, скорее всего, откололся.
"Когда он распространяется, рак груди часто распространяется не как отдельная клетка, а как совокупность клеток, которые могут иметь разные гены, управляющие ими," Сигель сказал. "Метастазы в отдаленных органах отражают разнообразие исходного рака груди."
Сигел сказал, что это открытие имеет значение для лечения. Если метастатические раковые опухоли чаще всего состоят из клеток с разными генетическими факторами, возможно, исследователям следует нацелить первичную опухоль с помощью нескольких препаратов для сдерживания рака.
"Нам может потребоваться более одного препарата, чтобы эффективно воздействовать на эти различные генетические факторы, которые мы обнаружили," Сигель сказал.
Еще одно важное открытие заключалось в том, что многие из генетических факторов – или генетических изменений, ответственных за агрессивность опухоли – произошли в первичной опухоли и сохранялись в метастазах.
"Многие гены, вызывающие исходный рак, также потенциально ответственны за метастатический процесс, и раку, возможно, не нужно приобретать новые черты, чтобы иметь возможность распространяться в отдаленные места," сказал Чарльз М. Перу, доктор философии, заслуженный профессор молекулярной онкологии Мэй Голдман Шоу и профессор генетики и патологии & Лабораторная медицина.
Исследователи заявили, что результаты могут свидетельствовать о том, что методы лечения, используемые вначале, также могут предотвратить распространение рака.
"Более глубокий анализ первичной опухоли может быть всем, что нам нужно для предотвращения метастазов," сказала Лиза А из UNC Lineberger. Кэри, доктор медицинских наук, главный врач N.C. Онкологическая больница и заслуженный профессор Ричардсона и Мэрилин Джейкобс Прейер по исследованиям рака груди, который возглавляет Программу донорства опухолей. "Если вы можете лучше понять биологию первичной опухоли и элементы опухоли, которые могут быть более или менее опасными, вам не нужно беспокоиться о тестировании каждого метастаза для принятия решения о лечении."
Путем своего анализа исследователи определили, что генетические изменения, обнаруживаемые как в первичных опухолях, так и в метастазах, часто были типом генетической аномалии, называемой изменением числа копий, когда участки ДНК повторяются (i.е. дублируется). Часто активируются гены, участвующие в клеточном метаболизме. Поскольку клетки внутри опухолей изолированы от кровоснабжения, они должны адаптироваться, чтобы полагаться на альтернативные методы использования и производства энергии.
"Мы наблюдали частые изменения количества копий и изменения экспрессии генов в метастазах, которые отражают изменение метаболизма," Сигель сказал. "Эти опухоли генетически очень сложны, и мы продемонстрировали это, показав только огромный объем изменений числа копий, а также наличие нескольких клонов в одной опухоли с метастазами, а также изменения в метаболизме, которые отражают способность опухоли к адаптации."
Хотя они обнаружили генетические факторы в метастазах, возникших в первичных опухолях, исследователи также обнаружили генетические различия между метастазами в разных органах, исходящими от одного и того же пациента.
"Это изменение может помочь объяснить, почему иногда мы можем видеть реакции в легких, но прогрессирование в печени на ту же терапию," сказал Кэри Андерс из UNC Lineberger, доктор медицины, медицинский директор Центра груди UNC и соавтор статьи.
"Вероятно, существуют механизмы резистентности, специфичные для сайта," добавил Андерс, содиректор программы донорства опухолей молочной железы в UNC Lineberger в UNC Lineberger и доцент в отделении гематологии / онкологии Медицинской школы UNC. "Возможность понять, что произошло из исходной опухоли, а что произошло только с метастазами, является ключом к улучшению лечения. Уникальный ресурс Программы донорства опухолей в сочетании с опытом UNC в области геномики позволили нашей команде сделать эти открытия."