Papierosy oraz światło słoneczne wywierają wpływ na genomy nowotworów
W serwisie internetowym czasopisma Nature po raz pierwszy w historii opublikowane zostały szczegółowe informacje na temat sekwencji genomów nowotworów. Badania wykazały, że sekwencja genetyczna linii komórek nowotworów płuc posiada wszystkie cechy charakterystyczne uszkodzeń DNA spowodowanych dymem tytoniowym. Drugim odkrycie dotyczyło podobieństwa mutacji spowodowanych czerniakiem do uszkodzeń DNA spowodowanych wystawieniem na działanie promieniowania ultrafioletowego (UV). Sekwencje zawierały także ślady aktywności komórkowej mającej na celu naprawę uszkodzonego DNA. Autorzy badań, pochodzący z Holandii, Wielkiej Brytanii oraz Stanów Zjednoczonych, mają nadzieję, że badania doprowadzą do opracowania ukierunkowanych terapii nowotworów, w których leki są dobierane w zależności od rozpoznanych mutacji nowotworowych. "Jest to pierwszy przebłysk przyszłej onkologii, która w końcu wyjdzie poza ściany laboratoriów i będzie stosowana w klinikach", zwrócił uwagę Sir Mark Walport, dyrektor instytutu Wellcome Trust Sanger w Wielkiej Brytanii. "Dzisiejsze odkrycia przyczynią się do zwiększenia wiedzy i udoskonalenia metod i procedur stosowanych w ramach opieki nad pacjentem". Komórki nowotworowe zawierają mutacje genetyczne, które ulegają nagromadzeniu w ciągu całego życia człowieka. W badaniach naukowcy wykorzystali najnowszą technologię sekwencjonowania DNA w celu mapowania genomu czerniaka złośliwego oraz drobnokomórkowego raka płuc (SCLC). Zespół badawczy rozszyfrował także genom zdrowych komórek pobranych od dwóch pacjentów. Dzięki porównaniu komórek zespół określił mutacje genetyczne charakterystyczne dla nowotworów. "Przykładowo mutacje DNA spowodowane przez dym papierosowy są przekazywane kolejnym pokoleniom komórek potomnych, co stanowi trwały ślad wyrządzonych szkód", wyjaśnił dr Andy Futreal z instytutu Wellcome Trust Sanger. "W sposób podobny do archeologów zajmujemy się rekonstrukcją historii sklonowanego nowotworu, odtwarzając historyczny wpływ czynników zewnętrznych oraz nagromadzone uszkodzenia genomu". Rak płuc powoduje rocznie około miliona zgonów na całym świecie i stanowi główną przyczynę zgonów spowodowanych nowotworami. Za około 15% zgonów spowodowanych rakiem płuc odpowiada odmiana drobnokomórkowa. Jest ona trudna w leczeniu, co powoduje, że większość pacjentów umiera w przeciągu dwóch lat od postawienia diagnozy. Większość przypadków raka płuc jest spowodowana paleniem. Dym tytoniowy zawiera ponad 60 związków chemicznych oddziałujących na DNA i powodujących mutacje. W przypadku raka płuc zespół odnotował ponad 20 000 mutacji komórek. Chociaż większość z nich jest nieszkodliwa, niektóre mogą powodować rakowacenie komórek. "Po raz pierwszy dysponujemy wyczerpującą mapą wszystkich mutacji komórki nowotworowej", powiedział dr Peter Campbell z instytutu Wellcome Trust Sanger. "Należało spodziewać się wpływu tytoniu na zaobserwowany profil mutacji sugerujący, że większość z 23 000 odkrytych mutacji była spowodowana mieszaniną związków chemicznych zawartych w papierosach. Na podstawie uśrednionych szacunków można powiedzieć, że każde 15 wypalonych papierosów odpowiada za jedną mutację genomu". Dzięki analizie odkryto także działania systemów naprawczych komórek mających na celu naprawę uszkodzonego DNA oraz przedstawiono dowody istnienia w DNA systemu naprawy mutacji genów wysoce aktywnych. Oznacza to, że komórki usiłują chronić priorytetowo określone części genomu. Podczas drugiego badania skoncentrowano się na próbce pobranej od pacjenta z czerniakiem złośliwym. Chociaż czerniak złośliwy dotyczy jedynie 3% przypadków nowotworów skóry, jest odpowiedzialny za 75% zgonów spowodowanych tymi nowotworami. Okazało się, że genom czerniaka zawiera ponad 33 000 mutacji, z czego duża część jest spowodowana promieniowaniem UV. "Zaskoczyło nas to, co można dostrzec w tych genomach. Mutacje spowodowane promieniowaniem UV pozostawiają charakterystyczną sygnaturę i są odpowiedzialne za zdecydowaną większość mutacji", powiedział dr Campbell. "Z powodu dokładności danych genomu możemy w istocie odróżnić niektóre wczesne mutacje spowodowane promieniowaniem UV od późniejszych mutacji, które nie posiadają tej sygnatury". Badacze podejrzewają, że późniejsze mutacje pojawiły się po rozprzestrzenieniu komórek nowotworowych do tkanek wewnętrznych ciała. Kolejnym krokiem naukowców będzie dokładniejsze zbadanie nowych sekwencji w celu określenia mutacji powodujących rakowacenie komórek. "Rozwój nowotworów jest powodowany nabytymi mutacjami genów. Niedługo będzie możliwe poznanie wszystkich mutacji nowotworów u wszystkich naszych pacjentów", zwrócił uwagę dr John Minna z amerykańskiego University of Texas Southwestern Medical Center. "Kluczowym elementem będzie wykorzystanie informacji w celu odkrycia nowych sposobów zapobiegania nowotworom, wcześniejszej ich diagnozy oraz dobrania odpowiednich terapii do nowotworu u danego pacjenta. Chociaż dokonane odkrycia są tylko pierwszym krokiem, wyznaczyły dalszą drogę we właściwym kierunku".
Kraje
Niderlandy, Zjednoczone Królestwo, Stany Zjednoczone