Міжнародна команда вчених вперше повністю розшифрувала генетичну інформацію 38 видів ракових клітин, склавши вичерпний каталог мутацій ДНК, що призводять до розвитку онкологічних захворювань.
Читайте такожБоротьба з раком: науковці заговорили про "універсальний спосіб"
Безпрецедентне за масштабом дослідження "Аналіз повного генома всіх видів раку" (PCAWG) зайняло більше 10 років. У роботі взяли участь близько 1300 генетиків з 37 країн, а його результати були опубліковані відразу в двох десятках наукових журналів, передає Бі-бі-сі.
За словами самих вчених, причини виникнення раку можна порівняти з пазлом, що складається з 100 тис. шматочків. До сьогоднішнього дня ми намагалися зібрати загальну картину, маючи на руках лише кожен сотий фрагмент, і лише тепер можемо поглянути на нього цілком.
"З допомогою зібраної інформації про походження і розвиток пухлин ми можемо розробити нові способи ранньої діагностики раку, більш спрямовані методи терапії - і лікувати пацієнтів з великим успіхом", - заявив член координаційного комітету PCAWG Лінкольн Стайн.
Причина будь-якого раку - мутації в ДНК. Однак вченим мало відомо про те, де саме і чому відбувається поломка генетичного коду, що веде до виникнення ракової пухлини.
Учасники проекту PCAWG повністю розшифрували генетичну інформацію ракових клітин майже 2800 пацієнтів, які страждають від 38 різних видів онкологічних захворювань.
В результаті було зроблено кілька десятків відкриттів - від кількості і точного розташування так званих драйверних мутацій (тобто тіх, що ведуть до розвитку пухлини) до несподіваних генетичних збігів у ракових клітин різних тканин.
Зокрема з'ясувалося, що схильність до деяких видів раку може сформуватися за кілька десятиліть до постановки діагнозу - іноді в дитячому віці.
Рак - це не одне захворювання, що виникає в різних органах, а загальна назва для двох сотень різних хвороб, що протікають за однією і тією ж схемою. Одна з клітин тканини мутує і починає швидко і безконтрольно ділитися, формуючи пухлину.
Поломка відбувається на генному рівні, але до сьогоднішнього дня, намагаючись зрозуміти її можливі причини, вчені, в основному, аналізували лише "корисну ДНК - ту частину геному, в якій закодовані білки і яка становить лише близько 2% всієї спадкової інформації.
Частина генетичного коду, відома як "сміттєва ДНК", не викликала особливого інтересу, оскільки закладена в ній інформація не відповідає за виробництво білків - будівельних матеріалів клітини - і взагалі довгий час вважалася рудиментарною (тобто накопиченою в процесі еволюції, але такою, що втратила корисні функції).
Термін "сміттєва ДНК" був введений близько 50 років тому і пізніше визнаний не цілком коректним, коли виявилося, що деякі фрагменти "марного" генома виконують інші важливі функції для підтримки життя клітини.
Було вирішено розшифрувати генетичну інформацію ракових клітин, щоб відстежити і зміни в некодуючих генах.
У результаті вчені виявили тисячі генетичних мутацій і описали понад 80 процесів, що ведуть до пошкодження генетичного коду. Одні з них викликані віковими змінами, інші передаються у спадок, треті можуть бути пов'язані зі шкідливими звичками або дієтою.
Одне з головних відкриттів полягає в тому, що один і той же вид раку можуть викликати абсолютно різні набори мутацій. В клітинах раку легень було виявлено до 100 тис. мутованих генів, а в деяких зразках дитячого раку мутації можна було перерахувати по пальцях.
"Саме дивне відкриття - це те, наскільки сильно раковий геном одного пацієнта відрізняється від генома ракових клітин іншого", - заявив член координаційного комітету PCAWG Пітер Кемпбелл.
Проте були виявлені і несподівані збіги - наприклад, одна і та ж драйверна мутація може призвести до розвитку раку грудей у жінок і раку простати у чоловіків. А значить, методи лікування, розроблені для раку грудей можуть виявитися ефективними і в лікуванні раку простати.
Деякі зроблені відкриття дають можливість значно більш ранньої діагностики захворювання - зокрема, з'ясувалося, що деякі види раку починають формуватися на генетичному рівні задовго до розвитку пухлини, іноді за кілька років або навіть десятиліть. "Це показує, що у нас є набагато більше можливостей раннього втручання [в ситуацію], ніж ми думали раніше", - запевняє Кемпбелл.
Крім того, складений за підсумками дослідження каталог мутацій допоможе уникнути постановки неправильного діагнозу, що іноді трапляється через збіг симптомів різних видів захворювання.
Однак в 5% зразків ракових клітин взагалі не було виявлено драйверних мутацій - а це значить, що точне місце критичної поломки генетичного коду ще належить встановити.
"Якщо ми зрозуміємо, що відбувається з нашими здоровими органами по мірі старіння, що змушує мутації накопичуватися, чому деякі клони нескінченно розмножуються, а деякі згасають, як на цей баланс впливає спосіб життя - тоді ми зможемо придумати способи раннього втручання, щоб запобігти або уповільнити розвиток невиліковних видів раку", - підсумовує професор Кемпбелл.
