Rak: Nawet zdrowa tkanka jest „usiana mutacjami”
Rak rozwija się z powodu mutacji w naszym DNA. Jednak do tej pory niewiele wiadomo na temat powstawania mutacji w zdrowej tkance w czasie. Nowe badanie zapewnia świeże szczegóły.
Wraz z wiekiem mutacje w ich DNA powoli narastają. Mutacje w zdrowej tkance nazywane są mutacjami somatycznymi.
Ponieważ rak jest wynikiem nagromadzenia mutacji genetycznych, zrozumienie, w jaki sposób sumują się one w czasie, ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia, w jaki sposób choroba rozpoczyna swoją podróż.
To powolne, przyrostowe gromadzenie się mutacji jest prawdopodobnie również ważną częścią procesu starzenia.
Do niedawna dokładne opisanie, jak mutacje somatyczne zachowują się w czasie było wyzwaniem; jest to głównie spowodowane wyzwaniami technicznymi.
Nowa praca, opublikowana na początku tego tygodnia w czasopiśmie Nauka, przedstawia pierwsze dogłębne spojrzenie na to, jak komórki mutują i konkurują ze sobą w zdrowej tkance w ciągu życia.
Tworzenie wykresów mutacji w zdrowych komórkach
Naukowcy z Wellcome Sanger Institute i MRC Cancer Unit na Uniwersytecie Cambridge w Wielkiej Brytanii pobrali zdrową tkankę z przełyku dziewięciu osób w wieku 20–75 lat. Żadna z tych osób nie miała historii raka przełyku ani innych problemów zdrowotnych z tą częścią ciała.
Następnie przeprowadzili sekwencjonowanie całego genomu, aby zmapować obecność zmutowanych komórek w tych zdrowych próbkach.
Okazało się, że ku ich zaskoczeniu ludzie w wieku około dwudziestu lat mieli setki mutacji w każdej komórce. U starszych uczestników liczba ta wzrosła do ponad 2000 na komórkę. Jednak naukowcy odkryli, że tylko zmiany w określonych genach miały znaczący wpływ.
Mutacje w niektórych genach dały komórkom przewagę konkurencyjną, co oznacza, że dzieląc się i podbijając, prześcigały komórki bez mutacji i skolonizowały duże obszary tkanki; stworzyło to mozaikę zmutowanych komórek.
W średnim wieku ponad połowa komórek zdrowego przełyku może mieć mutacje w genach raka.
Wspólny główny autor, prof. Phil Jones, mówi: „Pod mikroskopem tkanka przełyku wyglądała zupełnie normalnie - pochodziła od zdrowych osób, które nie miały objawów raka. Po przestudiowaniu genetyki byliśmy zszokowani, gdy zobaczyliśmy, że zdrowy przełyk jest podziurawiony mutacjami. Odkryliśmy, że zanim osoba osiągnie wiek średni, prawdopodobnie ma więcej zmutowanych komórek niż normalne ”.
Odkrywanie genów związanych z rakiem
Naukowcy byli szczególnie zainteresowani zmutowanym genem znanym jako TP53. Ten gen jest obecny praktycznie we wszystkich rakach przełyku. Okazało się, że zmutował już w 5–10 procentach normalnych komórek. Autorzy uważają, że rak może rozwinąć się z tej podgrupy komórek.
Innym interesującym genem był gen NOTCH1, który jest niezbędny do podziału komórki. W średnim wieku prawie połowa wszystkich komórek miała mutacje w tym genie.
W rzeczywistości mutacje NOTCH1 występowały częściej w zdrowej tkance niż w raku przełyku. Rodzi to nowe pytania dotyczące roli genów w raku; wbrew powszechnej opinii mutanty NOTCH1 mogą chronić przed rakiem.
„Przez lata sekwencjonowaliśmy genomy raka i szukaliśmy genów, które są powszechnie mutowane u pacjentów. Założyliśmy, że przyczyną raka są powszechne mutacje ”- wyjaśnia współautor, dr Jo Fowler.
„Jednak”, kontynuuje dr Fowler, „Teraz, gdy przyjrzeliśmy się normalnym tkankom, byliśmy zaskoczeni, że gen powszechnie kojarzony z rakiem przełyku, NOTCH1, był bardziej zmutowany w normalnych komórkach niż w komórkach nowotworowych”.
Może to zmienić sposób, w jaki naukowcy podchodzą do badań nad nowotworzeniem, czyli powstawaniem lub produkcją guza lub wzrostem.
„Wyniki te sugerują, że naukowcy być może będą musieli ponownie przemyśleć rolę niektórych genów raka w świetle sekwencjonowania normalnych tkanek”.
Dr Jo Fowler
Obecne badanie zapewnia nowy sposób myślenia o pochodzeniu raka przełyku. Fakt, że „zdrowy” przełyk okazał się gęstą siecią zmutowanych komórek przenoszących związane z rakiem mutacje genów, może skłonić naukowców do nowych kierunków.
Odkrycia rzucają nowe światło na sposób, w jaki nasze komórki rozwijają się wraz z wiekiem. Jak mówi główny autor, dr Inigo Martincorena z Wellcome Sanger Institute, „To niezwykłe, że do tej pory nie zdawaliśmy sobie sprawy z rozmiarów tego zjawiska”.
Dr Martincorena kontynuuje: „Pojawia się również wiele pytań o to, w jaki sposób te mutacje mogą przyczyniać się do starzenia się i innych chorób, otwierając interesujące możliwości dla przyszłych badań”.
Światło reflektorów badań nad rakiem może zacząć przesuwać się dalej w kierunku badania zdrowej tkanki; Prof. Karen Vousden z Cancer Research UK, która częściowo sfinansowała badanie, mówi: „Jako badacze raka nie możemy lekceważyć znaczenia badania zdrowej tkanki”.
