При раке почек у детей обнаружены миллионы генетических изменений

Фото из открытых источников

Исследователи обнаружили, что некоторые виды рака у детей имеют значительно большее количество изменений ДНК, чем считалось ранее, что меняет наш взгляд на детские опухоли и, возможно, открывает новые или перепрофилированные варианты лечения. 

Сосредоточившись на типе детского рака почек, известном как опухоль Вильмса, международная команда генетически секвенировала несколько опухолей с разрешением, которое ранее было невозможно. Это сотрудничество включало исследователей из Wellcome Sanger Institute, University of Cambridge, Princess Máxima Center for Pediatric Oncology, Oncode Institute в Нидерландах, Great Ormond Street Hospital и Cambridge University Hospitals NHS Foundation Trust.

Они обнаружили гораздо больше генетических изменений на одну раковую клетку, чем ожидалось, в сумме до миллионов на одну опухоль. Это говорит о том, что некоторые детские опухоли могут поддаваться лечению, например, иммунотерапией.

В исследовании, опубликованном в Nature Communications, команда также описывает единичное спонтанное генетическое изменение, которое вызывает редкий тип опухоли Вильмса, с которой рождаются дети, и что это изменение происходит на ранних стадиях развития в утробе матери. Они обнаружили, что эти опухоли имеют особый вид под микроскопом и генетический профиль, что подразумевает, что в будущем можно будет разрабатывать персонализированные методы лечения и подгонять клинические планы для людей с этим генетическим изменением.

Это исследование ставит под сомнение широко распространенное мнение о том, что детский рак имеет очень небольшое количество генетических изменений, и вместо этого предполагает, что могут существовать эффективные методы лечения взрослых, которые в будущем можно будет адаптировать для лечения детских опухолей.

Опухоль Вильмса — это тип рака почки, который в основном поражает детей в возрасте до пяти лет. Так, только в Великобритании ежегодно диагностируют опухоль Вильмса примерно у 85 детей.

Ранее считалось, что детские раковые опухоли, такие как опухоль Вильмса, имеют небольшое количество генетических изменений, также называемых генетическими вариантами.

Чтобы исследовать, как и почему эти опухоли проявляются в столь раннем возрасте, команда Института Сенгера и их коллеги применили новейшие методы геномного секвенирования, чтобы лучше понять, как и когда произошли эти генетические изменения.

Методы секвенирования всего генома позволяют исследователям находить генетические изменения, которые являются общими для всех клеток в опухоли. Хотя это может хорошо работать для взрослых опухолей, поскольку у клеток было больше времени для развития, детские опухоли имеют меньше общих генетических изменений, что означает, что большое количество мутаций, которые не являются общими для всех клеток, пропускаются.

Чтобы преодолеть это, команда использовала два передовых метода: наносеквенирование, также известное как наносек, и полногеномное секвенирование органоидов, полученных из отдельных клеток, для изучения опухолей почек с гораздо более высоким разрешением. Эти методы позволяют ученым находить генетические изменения, которые могут присутствовать только в одной клетке рака.

Команда использовала эти методы для генетического секвенирования образцов опухоли Вильмса у четырех детей в возрасте до шести месяцев. Они обнаружили, что одна раковая клетка имела от 72 до 111 дополнительных генетических изменений в дополнение к тем, которые уже были идентифицированы с помощью методов массового секвенирования всего генома. Это означает, что если принять во внимание общее количество клеток в опухоли, то, скорее всего, на опухоль приходится миллионы генетических изменений в целом, а не те низкие цифры, которые считались ранее.

Наряду с изменением нашего понимания опухолей у детей, это новое открытие может также иметь значение для лечения. Исследователи предполагают, что при таком количестве возможных генетических изменений, вполне вероятно, что опухоли могут стать устойчивыми к лечению быстрее, или что некоторые лекарства могут вообще не работать.

Однако это открытие может также означать, что детские опухоли являются лучшими кандидатами для существующих методов лечения, которые в настоящее время используются для лечения опухолей у взрослых, таких как иммунотерапия.

Команда также проследила эволюцию опухолей у трех детей и обнаружила новую мутацию, которая вызывает опухоль Вильмса. Было обнаружено, что это единичное изменение в гене FOXR2  произошло во время развития почки в утробе матери и связано с определенным видом опухоли под микроскопом и определенным набором изменений РНК. Исследователи предполагают, что это может быть использовано для идентификации этих опухолей и что однажды можно будет разработать конкретное персонализированное лечение для определенных генетических профилей в опухоли Вильмса.