Dlaczego pojawia się rak? Badanie punktów orientacyjnych zapewnia wyjątkowy wgląd
Ogromny wysiłek badawczy, który rozpoczął się ponad dziesięć lat temu, zakończył się obszernym atlasem PanCancer, który po raz pierwszy oferuje badaczom i klinicystom sposób pełnego zrozumienia raka pod kątem jego cech genomowych i molekularnych.
Badacze ujawniają szczegóły zawarte w atlasie PanCancer.Atlas PanCancer jest tak obszerny, że obejmuje ponad dwa tuziny artykułów naukowych opublikowanych w kilku Komórka czasopisma.
Stanowi ogromny kamień milowy w pracach Atlasu Genomu Raka (TCGA).
Było to sponsorowane przez dwa instytuty w ramach National Institutes of Health (NIH): National Cancer Institute (NCI) i National Human Genome Research Institute.
Ponad 150 naukowców z ponad dwóch tuzinów placówek badawczych w całych Stanach Zjednoczonych pracowało nad programem o wartości 300 milionów dolarów.
„Ten projekt”, mówi dr Francis S. Collins, dyrektor NIH, „jest kulminacją ponad dekady przełomowych prac”.
Dostęp do nowo opublikowanych artykułów Atlasu PanCancer można uzyskać za pośrednictwem portalu, który grupuje je w trzy kategorie: „wzorce komórek pochodzenia, procesy onkogenne i ścieżki sygnałowe”.
Patrzenie na raka z innej perspektywy
Rak to choroba, która pojawia się, gdy komórki zaczynają wymykać się spod kontroli z powodu błędów w ich DNA. Tradycyjny sposób klasyfikowania raka opiera się na tym, gdzie zaczyna się w organizmie - na przykład rak piersi, rak prostaty lub rak żołądka.
Prace, których kulminacją był Atlas PanCancer, rozpoczęto jako Inicjatywa Pan-Cancer na spotkaniu w 2012 roku, które odbyło się w Santa Cruz w Kalifornii.
Do tego czasu naukowcy zauważyli już kilka interesujących cech raka, które skłoniły ich do zakwestionowania tradycyjnego sposobu klasyfikowania choroby.
Jedną z interesujących cech było to, że niektóre nowotwory były podobne na poziomie molekularnym, pomimo faktu, że rozpoczęły się w różnych częściach ciała.
Inną interesującą cechą było to, że nowotwory, które rozpoczęły się w tej samej tkance, mogą być zupełnie inne na poziomie molekularnym, posiadając odrębne „profile genomowe”.
Implikacje dla badaczy i klinicystów
Te wczesne spostrzeżenia molekularne skłoniły naukowców do zbadania, w jaki sposób zmiany w genomie każdego raka - w całym zestawie jego DNA - mogą wywoływać chorobę.
Atlas PanCancer jest efektem tych wysiłków i utoruje drogę do poprawy profilaktyki, wykrywania i leczenia raka w jego różnych formach.
Współorganizator Pan-Cancer Initiative Josh Stuart - profesor inżynierii biomolekularnej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz - wyjaśnia: „Wgląd w to, jak jeden typ raka wiąże się z inną postacią choroby, może mieć rzeczywiste implikacje kliniczne”.
„W niektórych przypadkach” - kontynuuje - „możemy zapożyczać praktyki kliniczne z lepiej znanych chorób i zastosować je do nowotworów, w przypadku których opcje leczenia są słabiej zdefiniowane”.
Patrzenie na raka z perspektywy molekularnej otwiera również możliwości badania leków, które zostały już zatwierdzone dla innych chorób o cechach molekularnych, które również występują w raku.
Jednym z przykładów jest szlak molekularny JAK / Stat, który jest aktywowany w reumatoidalnym zapaleniu stawów. Naukowcy odkryli, że ten szlak jest regulowany w górę w niektórych nowo zdefiniowanych skupiskach guzów.
Dokumenty PanCancer Atlas
Każda z trzech grup artykułów PanCancer Atlas jest przedstawiana we flagowym lub podsumowującym artykule. Na stronie docelowej portalu znajdują się wyraźne linki do nich i do dokumentów towarzyszących.
Pierwsza praca podsumowująca, która wprowadza kategorię zatytułowaną „Wzorce pochodzenia komórek”, zawiera przegląd tego, w jaki sposób naukowcy wykorzystali „grupowanie molekularne” do grupowania guzów według ekspresji genów, nieprawidłowości chromosomowych i zmian DNA.
Sugeruje, że te odkrycia doprowadzą do bardziej szczegółowych terapii różnych typów raka.
Drugi artykuł podsumowujący wprowadza kategorię „procesy onkogenne” i sugeruje, że odkrycia pomogą naukowcom zdecydować o priorytetach dotyczących immunoterapii i innych terapii, które powinni badać.
Oprócz obszernego podsumowania, artykuł opisuje identyfikację trzech krytycznych procesów w rozwoju raka: mutacje odziedziczone i nabyte; jak genom i epigenom guza wpływają na ekspresję genów i białek; oraz interakcje między komórkami nowotworowymi a komórkami układu odpornościowego.
Trzeci artykuł podsumowujący, który obejmuje kategorię „szlaków sygnałowych”, podsumowuje ustalenia dotyczące zmian w genomie w szlakach sygnałowych, które regulują cykl komórkowy, wzrost i śmierć komórki.
W artykule podkreślono podobieństwa i różnice między tymi procesami w przypadku różnych rodzajów raka i sugeruje, że odkrycia pomogą w opracowaniu nowych metod leczenia w medycynie spersonalizowanej i terapii skojarzonej.
„Ta analiza zapewnia badaczom raka bezprecedensową wiedzę na temat tego, jak, gdzie i dlaczego nowotwory powstają u ludzi, umożliwiając bardziej świadome badania kliniczne i przyszłe terapie”.
Dr Francis S. Collins