Czynniki genetyczne zwiększające prawdopodobieństwo mutacji nowotworowych wyszczególnione w nowym badaniu

Newswise – Mutacje zachodzą w różnych tkankach i narządach osobnika. Mutacje somatyczne występują w komórkach, które nie dają potomstwa, a zatem nie są przekazywane kolejnym pokoleniom. Mutacje somatyczne są spowodowane dużą liczbą czynników, takich jak wiek i palenie tytoniu, które są główną przyczyną raka, a także odgrywają rolę w innych chorobach.

Badanie prowadzone przez naukowców ICREA Dr.. Fran Sobeck W Instytucie Badań Biomedycznych (IRB Barcelona) i dr Ben Lehner z Centrum Regulacji Genomu (CRG) zidentyfikowali dziedziczne cechy genetyczne, które predysponują osoby do pojawienia się pewnych typów mutacji somatycznych w ich tkankach. Osoby z wyższymi wskaźnikami mutacji w narządzie częściej akumulują mutacje w kluczowych genach raka, co może zwiększać ryzyko powstania guza.

Naukowcy opisali wcześniej mechanizmy genetyczne, które predysponują osoby do rozwoju raka, chociaż wiele guzów nie ma jasnego wyjaśnienia genetycznego. Nie można wykluczyć, że ryzyko zachorowania na raka może wynikać ze zmian w spektrum różnych typów mutacji somatycznych, które są częstą przyczyną raka.

„W tym kompleksowym badaniu sprawdziliśmy, czy różne typy zmian DNA obserwowane w guzach są związane z odziedziczonymi wariantami wielu różnych genów. Opracowaliśmy metodologię, która pozwoliła nam zidentyfikować 42 geny, powiązane z 15 różnymi mechanizmami komórkowymi, które wpływają na Ryzyko różnych rodzajów mutacji somatycznych, co może pomóc wyjaśnić ryzyko predysponowania do raka” – wyjaśnia Dr Mission Valley Borgktóry prowadzi badania, gdy był doktorantem w laboratoriach dr Lener A dr Sobek.

„Podczas gdy niektóre przykłady genów odpowiedzialnych za zmianę somatycznych wzorców mutacji były znane wcześniej, takie jak geny BRCA predysponujące do raka piersi i jajnika oraz geny zespołu Lyncha predysponujące do raka okrężnicy, obecnie znajdujemy wiele innych genów, które mogą w podobny sposób wpływać nagromadzenie mutacji somatycznych”. Dr.. Fran Sobeckzmierzać do Laboratorium naukowe danych genomowych W IRB Barcelonie.

Przyszłe prace oparte na tym badaniu mogą pomóc w ocenie ryzyka genetycznego pacjenta zachorowaniem na określony typ nowotworu, a tym samym w opracowaniu programu zapobiegania i/lub wykrywania choroby we wczesnych stadiach. Ponadto leczenie raka można dostosować za pomocą sygnatur mutacji somatycznych, jak pokazano na Kolejne niedawne badanie IRB Barcelona.

Niestabilność genetyczna i ryzyko raka

Większość mechanizmów zaangażowanych w generowanie mutacji wiąże się z defektami naprawy uszkodzonego DNA. Powoduje to zjawisko znane jako niestabilność genomowa, które skraca czas potrzebny na pojawienie się 2 do 10 mutacji w genach powodujących raka, które są normalnie niezbędne do rozwoju nowotworu.

Ponadto każdy z określonych mechanizmów skutkuje różnymi typami mutacji lub w różnych regionach genomu, a zatem może być związany z rakiem powstającym w określonych narządach.

Metody statystyczne i uczenia maszynowego

Aby dokonać tych prognoz, naukowcy opracowali metodologię opartą na genomice statystycznej i modelu uczenia maszynowego – tak zwanej sieci neuronowej „autokodera” – która może znajdować wzorce w złożonych danych. W badaniu przeanalizowano 11 000 sekwencji genomu pacjentów chorych na raka pochodzenia europejskiego.

Jednym z ograniczeń badania jest duża zmienność czynników genetycznych związanych z mutacjami somatycznymi oraz stosunkowo niska częstość występowania każdego z tych czynników z osobna. Liczba dostępnych sekwencji genomu ogranicza możliwość wykrywania powiązań między genami a mutacjami. Dostęp do większej ilości danych genetycznych od pacjentów chorych na raka o pozaeuropejskim pochodzeniu może przynieść więcej wyników.

„W miarę jak dostępnych będzie coraz więcej danych genetycznych, prawdopodobnie zostaną znalezione dodatkowe genetyczne czynniki predysponujące do mutacji nowotworowych. „Rzadkie” warianty genetyczne, które tutaj rozważaliśmy, chociaż każdy z nich występuje tylko u kilku osób, są zbiorowo bardzo ważne w kształtowaniu raka. genomy i prawdopodobnie ryzyko zachorowania na raka” Dr.. Ben LinR., kierownik Laboratorium Systemów Genomowych i koordynator Programu Biologii Systemów w Centrum Badań nad Rakiem.

Praca ta otrzymała dofinansowanie od hiszpańskiego Ministerstwa Nauki i Innowacji, Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERC), europejskiego programu Horyzont 2020, Fundacji Bettencourt Schueller, Funduszu Badawczego AXA, Agencji Zarządzania Studiami i Funduszami Badawczymi (rząd Katalonii) , program EMBO YIP, nagroda Centrum doskonałości Severo Ochoa oraz nagroda Centrum doskonałości Severo Ochoa CERCA (rząd Katalonii).