Zmutowane komórki kolonizują nasze tkanki przez całe życie, naukowcy odkryli

Wyniki, opublikowany dzisiaj (18 październik) w Nauka pokazać, jak zmutowane komórki mutują i konkurują ze sobą przez całe życie, i tylko najsilniejsze mutacje przeżywają.

Każdy człowiek kumuluje zmiany genetyczne, lub mutacje, przez całe ich życie. Te mutacje w normalnej tkance, zwane mutacjami somatycznymi, są kluczem do zrozumienia pierwszych kroków w kierunku raka i prawdopodobnie przyczyniają się do starzenia, ale są terytorium niezbadanym ze względu na ograniczenia techniczne.

Po raz pierwszy, naukowcy odkryli to średnio, zdrowe komórki przełyku u dwudziestolatków niosą co najmniej kilkaset mutacji na komórkę, dobiega końca 2,000 mutacje na komórkę w późniejszym życiu. Liczą się jednak jedynie mutacje w kilkunastu genach, ponieważ dają one komórkom przewagę konkurencyjną, umożliwiając im przejęcie tkanki i utworzenie gęstej mozaiki mutacji.

Profesor Phil Jones, wspólny główny autor z Wellcome Sanger Institute i MRC Cancer Unit, Uniwersytet Cambridge, powiedział: “Pod mikroskopem, tkanka przełyku wyglądała zupełnie normalnie – pochodziła od zdrowych osób, które nie miały objawów raka. Po przestudiowaniu genetyki byliśmy zszokowani, gdy zobaczyliśmy, że zdrowy przełyk był pełen mutacji. Odkryliśmy, że zanim dana osoba osiągnie wiek średni, prawdopodobnie mają więcej mutantów niż normalne komórki.”

Zespół wykorzystał ukierunkowane sekwencjonowanie całego genomu do zmapowania grup zmutowanych komórek w prawidłowej tkance przełyku od dziewięciu osób w wieku 20 do 75 lat. Osoby’ tkanki przełyku uznano za zdrowe, ponieważ żaden z dawców nie miał w wywiadzie raka przełyku, nie przyjmowała też leków na problemy związane z przełykiem.

Badanie rzuca także nowe światło na mutacje występujące w raku płaskonabłonkowym przełyku. Jeden zmutowany gen, TP53, który występuje w prawie wszystkich nowotworach przełyku, jest już zmutowany 5-10 procent normalnych komórek, co sugeruje, że rak rozwija się z tej mniejszości komórek.

W przeciwieństwie, mutacje w genie NOTCH1, wiadomo, że kontrolują podział komórek, stwierdzono w prawie połowie wszystkich komórek prawidłowego przełyku w średnim wieku, występuje kilka razy częściej w prawidłowej tkance niż nowotwór. Obserwacja ta sugeruje, że badacze muszą ponownie rozważyć rolę niektórych genów z nawracającymi mutacjami w przebiegu nowotworu w świetle mutacji w normalnej tkance, i stwarza możliwość, że mutacja NOTCH1 może nawet chronić komórki przed rozwojem raka.

dr. Tak, Fowlerze, wspólny pierwszy autor z Wellcome Sanger Institute, powiedział: “Przez lata sekwencjonowaliśmy genomy nowotworów i szukaliśmy genów, które u pacjentów często ulegają mutacji. Założyliśmy, że przyczyną raka są powszechne mutacje. Jednakże, teraz, gdy przyjrzeliśmy się normalnym tkankom, ze zdziwieniem odkryliśmy, że jest to gen powszechnie powiązany z rakiem przełyku, WYCIĘCIE1, był bardziej zmutowany w komórkach prawidłowych niż w komórkach nowotworowych. Wyniki te sugerują, że być może naukowcy będą musieli ponownie przemyśleć rolę niektórych genów nowotworowych w świetle sekwencjonowania normalnych tkanek.”

Odkrycie, że przełyk w normalnym wieku to gęsta mozaika zmutowanych komórek niosących mutacje wcześniej powiązane z rakiem przełyku, ma ważne implikacje. Zapewnia wgląd w kluczowe geny które kontrolują zachowanie komórek w normalnych tkankach. Daje także wgląd w pierwsze etapy rozwoju niektórych nowotworów przełyku, które, jak się uważa, powstają z tych zmutowanych komórek, i będzie mieć charakter informacyjny dla bieżących wysiłków badawczych w zakresie wczesnego wykrywania raka.

dr. Inigo Martincorena, współautor główny z Wellcome Sanger Institute, powiedział: “Odkryliśmy, że mutacje genetyczne związane z rakiem są szeroko rozpowszechnione w normalnych tkankach, odkrywając, jak mutują nasze własne komórki, konkurują i ewoluują, aby kolonizować nasze tkanki w miarę starzenia się. Biorąc pod uwagę znaczenie tych mutacji dla raka, Godne uwagi jest to, że aż do tej pory nie zdawaliśmy sobie sprawy ze skali tego zjawiska. Praca rzuca światło na wczesny rozwój raka, rodzi również wiele pytań dotyczących tego, w jaki sposób mutacje te mogą przyczyniać się do starzenia się i innych chorób, otwierając ciekawe kierunki przyszłych badań.”

Profesor Karen Vousden, główny naukowiec w Cancer Research UK, która częściowo sfinansowała badanie, powiedział: “Jako badacze raka, nie możemy lekceważyć znaczenia badania zdrowej tkanki. Ryzyko zachorowania na raka wzrasta wraz z wiekiem, a badania te przybliżają nas do odkrycia wskazówek w naszych prawidłowych tkankach, które pomogą nam zidentyfikować osoby o podwyższonym ryzyku choroby.

“Badanie to pokazuje, że pewne zmiany genetyczne powiązane z rakiem występują w zaskakująco dużej liczbie normalnych komórek. Przed nami jeszcze długa droga, aby w pełni zrozumieć implikacje tych nowych odkryć, mamy jednak nadzieję, że tego typu badania pewnego dnia pomogą nam w opracowaniu ukierunkowanych testów diagnostycznych. w większości, rak przełyku jest bardzo trudna w leczeniu, dlatego wykrycie objawów choroby na jak najwcześniejszym etapie może mieć ogromne znaczenie dla pacjentów.”

Źródło:

może pomóc zapobiegać gromadzeniu się triglicerydów