Зная хромосомный набор опухолевых клеток, врачи смогут определить для онкологического пациента правильное лечение, пишут американские ученые в журнале Proceedings of the National Academy.
Лишние хромосомы
Как правило, клетки человека содержат 23 пары хромосом. Любое отклонение от этого числа может быть фатальным для клеток. Некоторые генетические нарушения, такие как синдром Дауна, к примеру, связаны с ненормальным количеством хромосом: вместо 46 их 47.
У раковых клеток тоже встречаются нестандартные наборы: у некоторых хромосом могут появиться дополнительные копии, а некоторые могут отсутствовать вовсе. Это состояние известно как анеуплоидия. В одном из последних исследований рака простаты ученые из США обнаружили, что более высокие уровни анеуплоидии в клетках опухоли приводят к гораздо большему риску летальности среди онкологических пациентов.
Полученные результаты помогут более точно диагностировать тип рака. Также с их помощью врачи смогут определить, какие пациенты нуждаются в более «агрессивном» лечении.
«Для меня захватывающая возможность здесь – это способность получить информацию о лечении, потому что рак предстательной железы является распространенным заболеванием», – говорит Анжелика Амон (Angelika Amon), онколог Институт интегративных исследований рака им. Коха при Массачусетском технологическом институте. Она возглавила исследование вместе с Лорелей Муччи (Lorelei Mucci), доцентом кафедры эпидемиологии в Гарвардской школе общественного здоровья им. Т.Х. Чана.
Лучшие прогнозы
Анеуплоидия возникает, когда клетки совершают ошибки, сортируя свои хромосомы во время деления. Чаще всего это явление в эмбриональных клетках смертельно для организма. Исключение составляют случаи, когда создаются копии хромосомы 21, которая вызывает синдром Дауна, хромосом 13 и 18, которые приводят к нарушениям развития, известным как синдромы Патау и Эдвардса, и X и Y половых хромосом. Дополнительные копии половых хромосом могут вызывать различные расстройства, но обычно они не приводят к летальному исходу.
Большинство раковых заболеваний также показывают очень высокую распространенность анеуплоидии. Но здесь возникает парадокс: почему анеуплоидия ухудшает способность нормальных клеток выживать, в то время как анеуплоидные опухолевые клетки способны бесконтрольно расти? Существуют доказательства того, что это явление делает раковые клетки более агрессивными, но до сих пор было трудно точно продемонстрировать эту связь. При большинстве типов рака почти все опухоли являются анеуплоидными, поэтому очень трудно провести сравнение.
Рак предстательной железы – идеальная модель для изучения связи между анеуплоидией и агрессивностью рака, отмечают авторы исследования. В отличие от большинства других опухолей, многие виды рака предстательной железы – 25% – не являются анеуплоидными или имеют только несколько измененных хромосом. Это упрощает задачу ученым: они могут легко оценить влияние анеуплоидии на прогрессирование рака.
Ученые из Гарвардской школы общественного здоровья им. Т.Х. Чана исследовали образцы опухоли простаты пациентов на протяжении 30 лет. У них была информация о генетическом секвенировании этих образцов, а также данные о том, распространился ли рак простаты на другие органы пациентов и умерли ли они от болезни.
Исследователи придумали способ расчета степени анеуплоидии каждого образца, сравнивая генетические последовательности этих образцов с данными анеуплоидии из геномов простаты в Атласе ракового генома. В результате они обнаружили, что у пациентов с более высокой степенью анеуплоидии рака риск умереть от болезни был в пять раз выше. Такой же результат был и после учета различий в баллах по шкале Глисона, по которой определяют, насколько сильно поражены ткани предстательной железы.
Результаты показывают, что измерение анеуплоидии может дать дополнительную информацию врачам, которые решают, как лечить пациентов с раком простаты. «Рак предстательной железы ужасно диагностируется и сложно лечится», – говорит Анжелика Амон. По ее словам, многим пациентам сегодня делают простатэктомию (операцию по удалению части или всей предстательной железы), которая может спасти жизнь, но в то же время тысячи мужчин умирают от рака простаты каждый год. «Оценка анеуплоидии может быть дополнительным способом оказания помощи в информировании о степени риска и лечении, особенно среди людей, у которых опухоли с высокими показателями по шкале Глисона, и поэтому они подвержены более высокому риску смерти от рака», – добавляет ученый.
Анжелика Амон сейчас работает с исследователями из Гарвардской школы общественного здоровья им. Т.Х. Чана и выясняет, можно ли надежно измерить анеуплоидию из небольших образцов биопсии.
Анеуплоидия и агрессивность рака
Исследователи обнаружили, что чаще всего в опухолях предстательной железы копируются хромосомы 7 и 8. В настоящее время они пытаются определить гены, расположенные на тех хромосомах, которые могут помочь раковым клеткам выживать и распространяться. Также они пытаются ответить на вопрос, почему у одного рака простаты более высокий уровень анеуплоидии, чем у другого.
Кроме того, они изучают также другие виды рака, и первый на очереди – рак щитовидной железы, у которого обычно наблюдается низкий уровень анеуплоидии. Есть ли у этих опухолей агрессивные формы с лишними хромосомами? И влияют ли они на показатель смертности от рака щитовидной железы? – ответы на эти вопросы мы сможем узнать лишь в будущем.
«Очень небольшая доля опухолей щитовидной железы очень агрессивна и смертельна, и я начинаю задумываться, есть ли у них анеуплоидия», – говорит Анжелика Амон.
[Фото: COURTESY OF THE RESEARCHERS]
