Екатерина Шульман
о новой роли
российского парламента

Рак разобрали по генам

Сделан важный шаг на пути создания геномного атласа рака

Полина Розенцвет 27.09.2013, 10:20
Ученые все больше разбираются в раковом геноме iStockPhoto
Ученые все больше разбираются в раковом геноме

Представлены первые результаты беспрецедентного по масштабу исследования молекулярных особенностей раковых опухолей.

Рак имеет сотни различных форм в зависимости от органов и тканей, где он возник, и генетических изменений, вызвавших развитие опухоли и влияющих на исход лечения. Поэтому лечение, эффективное в одном случае, оказывается бесполезным в другом.

Но если выявить все мутации, произошедшие в геномах раковых клеток всех типов, и все изменения, вызванные этими мутациями, а затем проанализировать их связь с течением болезни; если найти молекулярные маркеры, которые позволили бы классифицировать раковые клетки и, возможно, подбирать лечение в соответствии с этой классификацией, мы бы существенно продвинулись в терапии рака.

Такую амбициозную цель поставили создатели проекта Pan-Cancer Initiative, начатого в октябре 2012 года. Работы над проектом идут в рамках создания геномного атласа рака (the Cancer Genome Atlas (TCGA), над которым работали специалисты Национального института рака и Национального института исследования генома человека. Результаты первого этапа работы представлены в 18 статьях, четыре из которых опубликованы в журнале Nature Genetics.

Исследование потребовало скоординированной работы нескольких десятков научных групп. Ученые проанализировали данные нескольких тысяч пациентов с двенадцатью типами опухолей: мультиформной глиобластомой, лимфобластным острым миелоидным лейкозом, плоскоклеточным раком головы и шеи, аденокарциномой легких, плоскоклеточным раком легкого, раком молочной железы, почек, шейки матки, яичников, мочевого пузыря и эндометрия, аденокарциномой толстой кишки и прямой кишки. В этих опухолях учли все мутации, копийность генов и активность их работы, метаболические пути, в которых участвует каждый ген, степень метилирования ДНК, синтез микроРНК и белков, клиническую картину заболевания. Затем все данные объединили и постарались найти между ними связь.

Такой масштабный анализ позволил взглянуть на геном раковой клетки с высоты птичьего полета, охватить всю картину в целом и увидеть закономерности, прежде незаметные. Например, новые редкие мутации, определяющие возникновение рака. К ним относятся, в частности, мутации в генах, ответственных за упаковку молекулы ДНК в хромосому (от этого зависит активность генов).

Злокачественные опухоли традиционно разделяют по месту их возникновения, например рак легких, кожи или кишечника.

Как показал молекулярный анализ, «родство по ткани» действительно накладывает на раковые клетки общий отпечаток, однако опухоли из одного органа или ткани часто различаются, а опухоли разных органов могут иметь общие молекулярные маркеры.

Так, одна и та же мутация характерна для некоторых глиобластом и опухолей желудка, серозной оболочки эндометрия, мочевого пузыря и легких. Следовательно, лекарство, эффективное при раке легких, может подойти и для опухоли мочевого пузыря с тем же молекулярным маркером. А рак протоков молочной железы представляет собой группу заболеваний, которые находятся под контролем разных генов. Иногда один и тот же генетический дефект вызывает разные последствия в зависимости от органа, где он обнаружен. Так, семейство генов NOTCH, неактивное в некоторых опухолях легких, головы и шеи, кожи и шейки матки, активируется при лейкемии.

Сейчас ученые продолжают работу, стараясь собрать как можно больше информации. Они исследуют новые типы опухолей, а также используют данные, полученные из других проектов по изучению геномов.

Глобальная цель такого «прочесывания» рака состоит в том, чтобы определить биомаркеры, которые можно использовать для классификации опухолей, и определить, какое лечение более всего подходит для каждого типа.

Специалисты надеются также найти мишени для действия новых лекарств.

Но до этого далеко. Данные нужно еще собирать и собирать, анализировать и анализировать. Предстоит ответить на длинный перечень вопросов. Например, какие конкретно мутации и в каких тканях вызывают разные факторы риска (курение, воспаление, инфекция). Гипотезы, предложенные исследователями на основе проведенного анализа, придется проверять в клинике. Сами ученые расценивают полученный результат как первый шаг на долгом пути и полны оптимизма.