Міжнародна команда вчених вперше повністю розшифрувала генетичну інформацію 38 видів ракових клітин, склавши вичерпний каталог мутацій ДНК, які призводять до розвитку онкологічних захворювань.
Безпрецедентне за масштабом дослідження “Аналіз повного геному всіх видів раку” (PCAWG) тривало понад 10 років. У роботі взяли участь близько 1300 генетиків з 37 країн, а її результати опублікували в четвер відразу у двох десятках наукових журналів.
За словами вчених, причини виникнення раку можна порівняти з пазлом, що складається зі 100 тисяч шматочків. Досі ми намагалися зібрати загальну картину, маючи на руках лише кожен сотий фрагмент, і лише тепер можемо поглянути на неї загалом.
“За допомогою зібраної інформації про походження і розвиток пухлин ми можемо розробити нові способи ранньої діагностики раку, більш цілеспрямовані методи терапії – і лікувати пацієнтів з великим успіхом”, – заявив член координаційного комітету PCAWG Лінкольн Стайн.
Рак – це не одне захворювання, яке виникає в різних органах, а загальна назва для двох сотень різних хвороб, які розвиваються за однією схемою. Одна з клітин тканини мутує – і починає швидко і безконтрольно ділитися, формуючи пухлину.
Злам відбувається на генному рівні. Проте досі, намагаючись зрозуміти її можливі причини, вчені переважно аналізували лише “корисну ДНК”. Це та частина геному, в якій закодовані білки і яка становить лише близько 2% всієї спадкової інформації.
Частина генетичного коду, яка залишилася, відома як “сміттєва ДНК”, не викликала особливого інтересу. Адже закладена в ній інформація не відповідає за виробництво білків – будівельних матеріалів клітини.
Взагалі довгий час “сміттєва ДНК” вважалася рудиментарною (тобто виникла в процесі еволюції, але втратила корисні функції).
Термін “сміттєва ДНК” запровадили приблизно 50 років тому і пізніше визнали не цілком коректним, коли виявилося, що деякі фрагменти “непотрібного” геному виконують інші найважливіші функції для підтримки життя клітини.
Вчені вирішили розшифрувати генетичну інформацію ракових клітин цілком, аби відстежити і зміни в некодувальних генах.
В результаті вчені виявили тисячі генетичних мутацій і описали понад 80 процесів, які призводять до зламу генетичного коду. Одні з них викликані змінами віку, інші передаються у спадок або можуть бути пов’язані зі шкідливими звичками та дієтою.
Одне з головних відкриттів полягає в тому, що один і той же вид раку можуть викликати абсолютно різні набори мутацій. У клітинах раку легенів виявили до 100 тисяч мутованих генів, а в деяких зразках дитячого раку мутації можна було перерахувати по пальцях.
“Найдивовижніше відкриття – це те, наскільки сильно раковий геном одного пацієнта відрізняється від геному ракових клітин іншого”, – заявив член координаційного комітету PCAWG Пітер Кемпбелл.
Однак виявили і несподівані збіги – наприклад, одна й та ж драйверна мутація може призвести до розвитку раку грудей у жінок або раку простати у чоловіків. Це означає, що 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 встановлення невірного діагнозу, що іноді трапляється через збіг симптомів різних видів захворювання.
Однак у 5% зразків ракових клітин взагалі не було виявлено драйверних мутацій. Це означає, що точне місце критичного зламу генетичного коду ще належить встановити.
“Якщо ми зрозуміємо, що відбувається з нашими здоровими органами у процесі 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, аби запобігти або уповільнити розвиток невиліковних видів раку”, – підсумовує професор Кемпбелл.
