IMMAGINE: Impressione dell’artista di chromothripsis. visualizza di più
Credito: Spencer Phillips / EMBL-EBI
I ricercatori della Harvard Medical School e EMBL-EBI hanno effettuato la più grande analisi tra i tipi di cancro del fenomeno mutazionale recentemente scoperto chromothripsis. Questo studio è il più grande del suo genere fino ad oggi, contenente dati di sequenziamento dell’intero genoma (WGS) da oltre 2600 tumori che coprono 38 diversi tipi di cancro.
Chromothripsis
Chromothripsis, o ‘cromosoma shattering’, è un processo mutazionale in cui grandi tratti di un cromosoma subiscono massicci riarrangiamenti in un singolo evento catastrofico. Le regioni cromosomiche si frammentano in pezzi più piccoli, si riorganizzano e si ricongiungono, portando a una nuova configurazione del genoma.
Comprendere appieno come queste alterazioni guidano l’evoluzione del genoma del cancro e quali meccanismi molecolari sono coinvolti nella loro generazione, sono passi importanti verso la comprensione dell’evoluzione del genoma del cancro.
Questa ricerca è stata pubblicata su Nature Genetics come parte del progetto Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes (PCAWG), uno sforzo globale che coinvolge la collaborazione internazionale di oltre 1300 scienziati. In questo studio, i ricercatori hanno dimostrato che gli eventi di cromotripsi sono molto più comuni in molti tipi di cancro di quanto si pensasse in precedenza. Potrebbero anche collegare direttamente la cromotripsi a caratteristiche comuni del genoma del cancro, tra cui l’amplificazione dell’oncogene (un aumento del numero di copie di un gene che può causare il cancro) e la perdita di soppressori tumorali (geni che regolano la crescita e la divisione cellulare).
Prevalenza di cromotripsi nel cancro
“Abbiamo integrato i dati WGS di oltre 2600 tumori che coprono più di 30 tipi di cancro”, afferma Isidro Cortés-Ciriano, leader del gruppo presso EMBL-EBI ed ex ricercatore post-dottorato presso la Harvard Medical School. “Da questo abbiamo scoperto che gli eventi di cromotripsi e altri tipi di complessi riarrangiamenti del genoma sono pervasivi tra i tumori umani, con frequenze superiori al 50% dei tumori in alcuni tipi di cancro.”
L’utilizzo di set di dati WGS ha dato ai ricercatori una visione migliorata degli eventi di cromotripsi nel genoma del cancro. Studi precedenti sul ruolo della cromotripsi nel cancro e nelle malattie congenite hanno spesso utilizzato tecnologie basate su array a bassa risoluzione. Qui i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che gli eventi di cromotripsi sono molto più diffusi nel cancro di quanto stimato in precedenza. Hanno anche caratterizzato i modelli di alterazioni del genoma massicce tra i tipi di cancro e studiato i meccanismi di riparazione del DNA coinvolti nella loro generazione.
“Questo studio è un’altra dimostrazione del potere del sequenziamento dell’intero genoma su larga scala”, afferma Peter Park, professore di informatica biomedica presso la Harvard Medical School e autore senior del documento. “Ci ha permesso di sondare la sconcertante complessità della frantumazione del genoma nei genomi tumorali e di caratterizzare caratteristiche comuni in centinaia di casi.”
Cromotripsi e prognosi del cancro
“Le scoperte fatte in questo progetto ci permettono di capire meglio come il cancro si manifesta e si evolve, così come i modelli di alterazioni nel DNA dei tumori umani”, afferma Cortés-Ciriano. “Alcune di queste alterazioni hanno forti implicazioni cliniche e potrebbero aprire nuove strade per lo sviluppo terapeutico nei prossimi anni.”
I ricercatori dimostrano che la cromotripsi modella il genoma del tumore, portando alla perdita di geni soppressori del tumore e all’amplificazione degli oncogeni per guidare la progressione del cancro. La cromotripsi è stata associata a prognosi infausta per i pazienti oncologici, ma studi continui come questo ci aiutano a capire l’impatto della cromotripsi e di altre alterazioni del genoma su larga scala e come possono essere utilizzati per la diagnosi del cancro in futuro.
Il progetto Pan-Cancer
Il progetto Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes è una collaborazione che coinvolge più di 1300 scienziati e medici provenienti da 37 paesi. Ha coinvolto l’analisi di oltre 2600 genomi di 38 diversi tipi di tumore, creando un’enorme risorsa di genomi tumorali primari. Questo è stato il punto di partenza per 16 gruppi di lavoro per studiare molteplici aspetti dello sviluppo del cancro, causalità, progressione e classificazione.