IMAGE: Artist ’ s impression of chromothripsis. Zobacz więcej
naukowcy z Harvard Medical School i EMBL-EBI przeprowadzili największą analizę nowo odkrytego mutacyjnego zjawiska chromothripsis wśród typów nowotworów. To badanie jest największym tego rodzaju do tej pory, zawierające dane z sekwencjonowania całego genomu (WGS) z ponad 2600 guzów obejmujących 38 różnych typów nowotworów.
Chromothripsis
Chromothripsis, czyli „rozpad chromosomu”, jest procesem mutacyjnym, w którym duże fragmenty chromosomu przechodzą masowe zmiany w jednym katastroficznym zdarzeniu. Regiony chromosomowe dzielą się na mniejsze kawałki, zmieniają układ i łączą się, prowadząc do nowej konfiguracji genomu.
pełne zrozumienie, w jaki sposób zmiany te napędzają ewolucję genomu raka i jakie mechanizmy molekularne biorą udział w ich generowaniu, są ważnymi krokami w kierunku zrozumienia ewolucji genomu raka.
to badanie zostało opublikowane w Nature Genetics w ramach projektu Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes (PCAWG), globalnego wysiłku obejmującego międzynarodową współpracę ponad 1300 naukowców. W tym badaniu naukowcy wykazali, że chromothripsis zdarzenia są znacznie bardziej powszechne w wielu rodzajach raka, niż wcześniej sądzono. Mogą również bezpośrednio wiązać chromothripsis z typowymi cechami charakterystycznymi genomu nowotworowego, w tym amplifikacją onkogenu (wzrost liczby kopii genu, który może powodować raka) i utratą supresorów nowotworowych (genów regulujących wzrost i podział komórek).
częstość występowania Chromothripsis w nowotworach
„zintegrowaliśmy dane WGS z ponad 2600 guzów obejmujących ponad 30 typów nowotworów”, mówi Isidro Cortés-Ciriano, lider grupy w EMBL-EBI i były badacz podoktorski w Harvard Medical School. „Na tej podstawie odkryliśmy, że zdarzenia związane z chromothripsis i inne rodzaje złożonych rearanżacji genomu są wszechobecne w przypadku ludzkich nowotworów, z częstością większą niż 50% nowotworów w niektórych typach nowotworów.”
wykorzystanie zbiorów danych WGS dało badaczom lepszy widok zdarzeń chromothripsis w genomie raka. Wcześniejsze badania dotyczące roli chromothripsis w nowotworach i chorobach wrodzonych często wykorzystywały technologie oparte na macierzach o niskiej rozdzielczości. Tutaj naukowcy byli w stanie wykazać, że chromothripsis zdarzenia są znacznie bardziej powszechne w raku, niż wcześniej szacowano. Scharakteryzowano również wzorce masywnych zmian genomu w różnych typach nowotworów i zbadano mechanizmy naprawy DNA zaangażowane w ich wytwarzanie.
„to badanie jest kolejną demonstracją mocy sekwencjonowania całego genomu na dużą skalę”, mówi Peter Park, profesor informatyki biomedycznej w Harvard Medical School i starszy autor artykułu. „Pozwoliło nam to zbadać zdumiewającą złożoność niszczenia genomu w genomach nowotworowych i scharakteryzować wspólne cechy w setkach przypadków.”
Chromothripsis i rokowanie raka
„odkrycia dokonane w tym projekcie pozwalają nam lepiej zrozumieć, w jaki sposób rak powstaje i ewoluuje, a także wzory zmian w DNA ludzkich nowotworów”, mówi Cortés-Ciriano. „Niektóre z tych zmian mają silne implikacje kliniczne i mogą otworzyć nowe drogi rozwoju terapeutycznego w nadchodzących latach.”
naukowcy wykazali, że chromothripsis kształtuje Genom nowotworu, prowadząc do utraty genów supresorowych nowotworu i amplifikacji onkogenów w celu przyspieszenia progresji raka. Chromothripsis było związane ze złym rokowaniem u pacjentów z rakiem, ale kontynuowanie badań takich jak to pomaga nam zrozumieć wpływ chromothripsis i innych zmian genomu na dużą skalę, i jak mogą one być stosowane w diagnostyce raka w przyszłości.
projekt Pan-Cancer
projekt Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes to współpraca z udziałem ponad 1300 naukowców i klinicystów z 37 krajów. Polegała na analizie ponad 2600 genomów 38 różnych typów nowotworów, tworząc ogromny zasób genomów raka pierwotnego. Był to punkt wyjścia dla 16 grup roboczych do badania wielu aspektów rozwoju raka, związku przyczynowego, progresji i klasyfikacji.