Согласно исследованиям Weill Cornell Medicine и Нью-Йоркского центра генома, недавно открытый тип генетической мутации, которая часто встречается в раковых клетках, может дать ключ к разгадке происхождения болезни и предложить новые терапевтические цели.
Используя технологию секвенирования следующего поколения, ученые ранее проследили корни рака до мутаций, нарушающих последовательность белков. В результате клетка либо создает гиперактивные или дисфункциональные версии белков, либо вообще не может их производить, что приводит к раку. Теперь исследование, опубликованное янв. 12 в ячейке освещает возможный новый тип драйвера заболевания: небольшие (от одной до 50 букв) вставки или делеции последовательности ДНК, также называемые "инделы," в областях генома, которые не кодируют белок.
"Эти некодирующие области по-прежнему важны, потому что они содержат последовательности, которые влияют на то, как регулируются гены, что имеет решающее значение для нормального развития клеток," сказал ведущий автор доктор. Марцин Имелински, доцент кафедры патологии и лабораторной медицины в Weill Cornell Medicine и основной член Нью-Йоркского центра генома. "Мы уже знаем, что они биологически важны. Вопрос в том, могут ли они повлиять на развитие рака."
В ходе исследования Имиелински и его коллеги проанализировали данные секвенирования из нескольких общедоступных баз данных образцов опухолей, сосредоточив внимание на 98% генома, который не кодирует белок. Первоначально они изучили аденокарциному легких, наиболее распространенный тип рака легких, и обнаружили, что наиболее часто встречающиеся в их геномах участки с индел-мутациями попадают в гены, кодирующие сурфактантные белки.
Хотя эти гены необходимы для здоровой функции легких, ранее они не были связаны с раком легких. Однако они высоко и специфически экспрессируются клетками того типа, который вызывает аденокарциному легких.
Затем исследователи изучили геномы 12 других типов рака и обнаружили аналогичные закономерности в опухолях печени, желудка и щитовидной железы.
"В каждом раке некодирующие индели сгруппированы в генах, которые имеют решающее значение для функции органа, но не связаны с раком," сказал Имиелински, который также является доцентом кафедры вычислительной геномики в Институте вычислительной биомедицины принца Аль-Валида бин Талала бин Абдулазиза Аль-Сауда и членом онкологического центра Сандры и Эдварда Мейера в Weill Cornell Medicine.
Наиболее поразительно то, что эти некодирующие вставки очень распространены и встречаются от 20 до 50 процентов связанных видов рака.
"Они встречаются так же часто, как и самые известные мутации, вызывающие рак," сказал Имиелински, платный консультант компании 10X Genomics, которая продает устройства и технологии для анализа генетической информации. "Было показано, что любой ген или любая последовательность, которые мутировали с такой частотой, играют причинную роль в развитии рака. Это был бы захватывающий результат, если мы сможем это доказать."
Даже если не показано, что эти мутации вызывают рак, их можно использовать в будущем для улучшения диагностики и лечения рака.
"Эти мутации могут быть биомаркерами, которые помогают нам диагностировать рак на ранней стадии, или их можно использовать для определения первичного рака, когда есть метастазы, и мы не можем найти исходный рак," Имиелинский сказал. "Эти результаты могут иметь множество клинических последствий."