«Если бы мы могли построить« генеалогическое древо »всех раковых узлов у пациента, мы могли бы определить, как разные опухоли связаны друг с другом, и реконструировать процесс развития рака», — говорит Камила Наксерова, доктор философии из Лаборатории биологии опухолей Стила. в Массачусетской больнице общего профиля (MGH), автор-корреспондент отчета, опубликованного в PNAS Early Edition. «Обычно для этого требуется обширный генетический анализ со сложными методами секвенирования, но наша методология позволяет достичь этой цели быстро и с минимальными экспериментальными усилиями».Исследователи рака только начинают исследовать степень и значение генетических различий между опухолевыми клетками — либо клетками внутри дискретной опухоли, либо между первичной опухолью и метастазами в других частях тела. Авторы отмечают, что существует две разные модели метастазирования: одна, в которой развитая первичная опухоль распространяет метастатические клетки на поздних стадиях своего развития, что предсказывает незначительные генетические различия между первичными и метастатическими клетками, и другая, в которой метастазирование происходит на ранней стадии развития опухоли. , что может предсказать значительные генетические различия в метастатических клетках, которые развились отдельно от клеток первичной опухоли. Некоторые исследования предполагают, что эти две модели применимы к разным типам рака, но данные о пациентах пока ограничены.
Чтобы ответить на важные клинические вопросы, например, является ли генетическое разнообразие фактором риска агрессивного развития опухоли или как оно связано с резистентностью к лечению, необходимо проанализировать образцы многих пациентов с различными типами рака. Использование таких технологий, как секвенирование всего генома или всего экзома (часть генома, кодирующая белок), требует специального оборудования и расширенного анализа данных и по-прежнему является относительно дорогостоящим. Подход, разработанный командой MGH, фокусируется на небольших участках генома человека — так называемых полигуаниновых (поли-G) повторах, которые особенно подвержены мутации, с генетическими «ошибками», часто возникающими во время деления клеток.
Хотя эти мутации не имеют прямого отношения к развитию или прогрессированию опухоли, они могут выявить ее происхождение — то, как отдельные опухолевые клетки связаны друг с другом.В данной статье авторы впервые адаптируют анализ повторов Poly-G, изначально разработанный для изучения родственных связей между отдельными клетками у мышей, для исследования рака человека. Анализ поли-G-профилей образцов первичного и метастатического рака толстой кишки от 22 пациентов показал, что отношение первичных и метастатических опухолей друг к другу было разным для каждого пациента. У некоторых людей наблюдались значительные генетические различия между участками опухоли, что свидетельствует о раннем метастатическом распространении; в других случаях разница между первичной опухолью и ее метастазами была незначительной.
Исследователи также выявили случаи, в которых генетические профили метастазов были подобны профилям только некоторых клеток первичной опухоли, предполагая, что эти клетки были источником метастазов, а также другие случаи, в которых генетические профили метастазов из одной и той же первичной опухоли. различались в зависимости от их расположения.«Мы обнаружили, что есть несколько путей, которые могут привести к метастатическому заболеванию», — говорит Наксерова, научный сотрудник лаборатории Стила. «В настоящее время мы применяем эту методологию для решения конкретных клинически значимых вопросов о биологии метастазов у большего числа пациентов.
Этот метод является быстрым и недорогим и должен быть применим к другим типам опухолей, кроме рака толстой кишки».Соавтор Елена Брахтель, доктор медицинских наук, из MGH Pathology, отмечает, что для этого исследования использовались архивные ткани из файлов отделения. «После завершения диагностических исследований ткани, удаленной во время операции пациента, фиксированные формалином парафиновые тканевые блоки хранятся в течение нескольких лет. Все чаще новые молекулярные тесты могут проводиться на ткани, которая была удалена у пациента несколькими годами ранее, за один раз когда эти тесты еще не были доступны ".
Ракеш К. Джайн, доктор философии, директор лаборатории Стила и старший автор статьи, добавляет: «Анализ имеет множество потенциальных клинических применений. Например, его можно использовать для надежного и быстрого отличия метастазов от второй, независимой опухоли. . Или он может идентифицировать первичную опухоль в ситуациях, когда присутствуют множественные поражения, и неясно, какое из них отвечает за посев метастазов ». Джайн — повар-профессор радиационной онкологии (биологии опухолей) в Гарвардской медицинской школе.