Rozprzestrzenianie się komórek nowotworowych określone za pomocą nowego modelu opracowanego w YSPH

Naukowcy z Yale School of Public Health odkryli matematyczną zależność, która rzuca nowe światło na tempo mutacji komórek rakowych i dlaczego niektóre przeżywają i szybko się rozmnażają, jeszcze inni nie.

GiroNEX Limited spin-out precyzyjna technologia dozowania proszku w przełomie w medycynie spersonalizowanej: iStock

Odkrycie dokonane przez członków laboratorium Jeffreya Townsenda, doktorat, Elihu profesor biostatystyki oraz ekologii i biologii ewolucyjnej, umożliwi przeprowadzenie niezbędnych obliczeń, które pozwolą określić prawdopodobny zasięg rozwijających się komórek nowotworowych.

Odkrycie ma wpływ na proces decyzyjny komisji ds. nowotworów medycyny precyzyjnej, wybór i projektowanie badań klinicznych, rozwój produktów farmaceutycznych i ustalanie priorytetów badań podstawowych.

Wyniki badania opublikowano w czasopiśmie Journal of the National Cancer Institute.

„Za przeszłość 10 lat byliśmy w stanie obliczyć na podstawie sekwencjonowania nowotworu, które zmutowane geny są zwycięzcami, a które przegranymi – które zmutowane geny pomagają nowotworowi przetrwać i rozmnażać się, i które nic nie dają,– powiedział Townsend. „Ale nie byliśmy w stanie ich obliczyć wielkość efektu nowotworowego— jak ważna jest jedna mutacja w porównaniu z inną. Teraz możemy."

Głównym celem biologii raka jest nie tylko identyfikacja ważnych i nieistotnych genów odpowiedzialnych za rozwój raka, ale określenie względnego znaczenia każdej mutacji komórkowej dla przeżycia i rozprzestrzeniania się komórek nowotworowych, ostatecznie, co to oznacza dla pacjenta, Townsend wyjaśnił.

W badaniu, badacze oszacowali wielkość efektu wszystkich powtarzających się wariantów pojedynczych nukleotydów 22 główne typy nowotworów, i określił ilościowo względne znaczenie każdego z nich.

Badania sekwencjonowania nowotworów zazwyczaj podają częstotliwość występowania mutacji i stanowią miarę statystyczną (a P wartość) wskazując, czy gen jest przeciążony mutacjami ponad oczekiwania, oba ważne środki. Jednakże, żadna miara nie jest wielkością efektu w przypadku raka. Żadna z metod nie informuje o tym, jak ważny jest gen dla powstawania nowotworów i chorób nowotworowych. Aby określić wielkość efektu nowotworu, Townsend i współpracownicy podzielili częstość występowania mutacji w nowotworach na dwa czynniki: bazowy współczynnik mutacji, oraz stopień selekcji pod kątem mutacji w linii nowotworowej. Zarówno mutacja, jak i selekcja przyczyniają się do częstotliwości wariantów między komórkami. Townsend i współpracownicy byli w stanie wykorzystać różnorodne dane w skali genomu do obliczenia współczynnika mutacji. Zasadniczo oddzielając udział mutacji od częstotliwości obserwowania mutacji w nowotworach, pokazali, jak obliczyć wielkość efektu nowotworowego

Townsend przypisuje przełom odkryciom wynikającym z wiedzy z zakresu biologii ewolucyjnej. „Podczas gdy w świecie nowotworów zawsze skupiano się na wskaźnikach mutacji, biologia ewolucyjna skupiła się na procesie doboru naturalnego tych mutacji. Kwantyfikacja wielkości skutków nowotworu jest doskonałym przykładem tego, jak badania interdyscyplinarne są nie tylko pomocne, ale niezbędne dla postępu naukowego,zwiększenie konsumpcji produktów o ponad.

Dlaczego wielkość efektu nowotworowego jest ważna? Townsend używa przykładu nowotworu, z którego sekwencja DNA wskazuje, że zmutowano dwa geny, o których wiadomo, że są powiązane z rakiem. Istnieją dwa bardzo skuteczne leki ukierunkowane na dokładnie te mutacje, ale nie przeprowadzono żadnych badań klinicznych w celu ich porównania.

„Patrząc na raka przez pryzmat ewolucji, możemy wykorzystać bogactwo danych molekularnych udostępnionych w wyniku sekwencjonowania DNA nowotworu, aby zarówno lepiej zrozumieć, co powoduje raka, jak i poszerzyć i udoskonalić teorię ewolucji,– powiedział Vincent Cannataro, doktorat, adiunkt i pierwszy autor badania.

Współautorem badania jest Stephen Gaffney, doktorat, pracownik naukowy w Yale School of Public Health. Badania zostały sfinansowane dzięki grantowi firmy Gilead Sciences, Inc.

Źródło: publichealth.yale.edu, przez Elisabeth Reitman