kuva: taiteilijan vaikutelma kromotripsistä. Katso lisää
luotto: Spencer Phillips / EMBL-EBI
Harvard Medical Schoolin ja EMBL-ebin tutkijat ovat tehneet laajimman analyysin syöpätyypeistä juuri löydetystä mutaatioilmiöstä kromotripsis. Tämä tutkimus on tähän mennessä laajin lajissaan, ja se sisältää koko genomin sekvensointitietoja yli 2600 kasvaimesta, jotka kattavat 38 eri syöpätyyppiä.
Kromothripsis
Kromothripsis eli ”kromosomin pirstoutuminen” on mutaatioprosessi, jossa kromosomin suuret osat käyvät läpi massiivisia uudelleenjärjestelyjä yhdessä katastrofaalisessa tapahtumassa. Kromosomialueet pirstoutuvat pienemmiksi kappaleiksi, järjestyvät uudelleen ja yhdistyvät uudelleen, mikä johtaa uuteen genomikonfiguraatioon.
sen ymmärtäminen, miten nämä muutokset edistävät syövän genomin evoluutiota ja mitä molekyylimekanismeja niiden syntyyn liittyy,on tärkeä askel kohti syövän genomin evoluution ymmärtämistä.
tämä tutkimus julkaistiin Nature Genetics-lehdessä osana Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes (PCAWG) – hanketta, joka on maailmanlaajuinen hanke, johon osallistuu yli 1300 tutkijaa. Tässä tutkimuksessa tutkijat osoittivat, että kromothripsis-tapahtumat ovat paljon yleisempiä monissa syöpätyypeissä kuin aiemmin on luultu. Ne voisivat myös yhdistää kromotripsiksen suoraan syövän genomin yleisiin tunnusmerkkeihin, kuten onkogeenin monistumiseen (syöpää aiheuttavan geenin kopioiden määrän lisääntyminen) ja kasvainten vaimentajien häviämiseen (solujen kasvua ja jakautumista säätelevät geenit).
Chromothripsis prevalence in cancer
”yhdistimme WGS-tiedot yli 2600 kasvaimesta, jotka kattavat yli 30 syöpätyyppiä”, sanoo Isidro Cortés-Ciriano, EMBL-ebin ryhmänjohtaja ja Harvard Medical Schoolin entinen tutkijatohtori. ”Tästä saimme selville, että kromotripsis-tapahtumat ja muunlaiset monimutkaiset perimän uudelleenjärjestelyt ovat yleisiä ihmisen syövissä, ja niiden esiintymistiheys on yli 50% joidenkin syöpätyyppien kasvaimista.”
WGS: n aineistojen käyttö antoi tutkijoille paremman kuvan kromotripsis-tapahtumista syövän genomissa. Aiemmissa tutkimuksissa, joissa tarkasteltiin kromotripsiksen roolia syövässä ja synnynnäisissä sairauksissa, käytettiin usein matalaresoluutioista matriisiin perustuvaa teknologiaa. Tässä tutkijat pystyivät osoittamaan, että kromothripsis-tapahtumat ovat paljon yleisempiä syövässä kuin aiemmin on arvioitu. He myös luonnehtivat massiivisten genomimuutosten malleja eri syöpätyypeissä ja tutkivat DNA: n korjausmekanismeja, jotka liittyvät niiden syntymiseen.
”tämä tutkimus on jälleen yksi osoitus laajamittaisen koko genomin sekvensoinnin voimasta”, sanoo Peter Park, Harvard Medical Schoolin biolääketieteen tietotekniikan professori ja vanhempi kirjoittaja. ”Sen avulla pystyimme tutkimaan syövän perimän murskaamisen hämmentävää monimutkaisuutta ja luonnehtimaan yhteisiä piirteitä sadoissa tapauksissa.”
Kromotripsis ja syövän ennuste
”tässä projektissa tehdyt löydöt antavat meille mahdollisuuden ymmärtää paremmin, miten syöpä syntyy ja kehittyy, samoin kuin ihmisen kasvainten DNA: n muutokset”, Cortés-Ciriano sanoo. ”Joillakin näistä muutoksista on vahvoja kliinisiä vaikutuksia ja ne voivat avata uusia väyliä terapeuttiseen kehitykseen tulevina vuosina.”
tutkijat osoittavat, että kromotripsis muovaa kasvaimen perimää, mikä johtaa kasvainsuppressorigeenien häviämiseen ja onkogeenien monistumiseen syövän etenemisen edistämiseksi. Kromothripsis on yhdistetty syöpäpotilaiden huonoon ennusteeseen, mutta tämän kaltaiset jatkuvat tutkimukset auttavat ymmärtämään kromothripsiksen ja muiden laajamittaisten genomimuutosten vaikutusta ja sitä, miten niitä voidaan tulevaisuudessa käyttää syöpädiagnostiikassa.
Pan-Cancer project
the Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes project on yhteistyö, johon osallistuu yli 1300 tutkijaa ja kliinikkoa 37 maasta. Siinä analysoitiin yli 2600 genomia 38 eri kasvaintyypistä, mikä loi valtavan resurssin primaarisia syövän genomeja. Tämä oli lähtökohta 16 työryhmälle, jotka tutkivat syövän kehittymistä, syy-yhteyttä, etenemistä ja luokittelua.