Gələcəyin xərçəng müalicələri üçün mühüm mərhələ: MUTASİYA KATALOQU

Xərçəngin tam genom təhlili və ya bütün genomların pan-xərçəng təhlili (Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes, PCAWG) layihəsini həyata keçirən alimlər 2600-dən çox xərçəng genomunun, mutasiya hadisələrini təhlil edən görünməmiş məlumatlar dərc etdilər. 38 əsas şiş tipində genomun kodlayan və kodlamayan bölgələrində xərçəng mutasiyalarının geniş portretini kataloqlaşdırıb birləşdirdilər, əlaqəli bioloji yolları tapmaq üçün istifadə etdilər.

Genom nədir?

Genom, DNAdakı bütün təlimatların cəmidir. Hər hüceyrəmizin nüvəsində biri anadan, digəri atadan gələn 2 DNA surəti var. DNA xüsusi qatlanıb / paketlənərək xromosom yaradır. Hüceyrələrdə 46 paketlənmiş DNA spiralının olduğu xromosom var (23-ü anadan, 23-ü atadan).

Bütün genomların pan-xərçəng layihəsinin xülasəsi:

• Hər xərçəng genomunda təxminən beş sürücü mutasiya tapılıb (% 5-də sürücü mutasiya yox idi).
• Sürücü mutasiyaların çoxu kodlayan bölgədə tapılıb.
• "Molekulyar saat" təkamüldə hansı mutasiyanın erkən yarandığını müəyyən edə bilər.
• Genetik mutasiya nümunələri xərçəng tipini tapmağa kömək edə bilər (mənbəyi bilinməyən xərçəngi müəyyənləşdirməyə).

37 ölkədən 1300-dən çox alim və həkimin əməkdaşlığını əhatə edən bu kollektiv səy, Nature və bağlı jurnallarda eyni vaxtda dərc edilən 23 elmi məqalə verdi.

Layihənin məlumat dəsti dünyadakı bütün xərçəng tədqiqatçılarına açıqdır. Geniş əlçatanlıq və keyfiyyət demək olar mütləq bioloji anlayış və metodoloji inkişaf dalğası yaradacaq.

Məsələn, mutasiyaların erkən və ya gec yaranmasını təhlil edən, molekulyar saatlar üzrə iş sonda erkən diaqnoz və qorunma strategiyalarına faydalı ola bilər.

Ümumən nəticələr diaqnozdan illər əvvəl, sürücü mutasiyalarının erkən diaqnoz və biomarker inkişafına təsirini göstərir. Yaranmada mühüm sürücü mutasiyalar diaqnozdan illər əvvəl ola bilər, erkən diaqnozda istifadə edilə bilər.

Lakin tam genom kimi nəticəçıxarıcı təhlillər xərçəngi daha dərindən anlatsa da, adətən daha yüksək mürəkkəbliklə əlaqəlidir.

Bütün genomların pan-xərçəng təhlili – Kodlayan və kodlamayan DNA bölgələri

Bütün genomların pan-xərçəng təhlili (PCAWG) tədqiqatının məlumatı və yeni anlayış klassik, tam ekzom sekvensləməsindən fərqlənir.

Qeyd: Ekzom, DNA-nın zülal kodlayan, ekzon bölgələrinin cəmidir və DNA-nın yalnız %1-dir; zülal kodlayan 20 min genə uyğundur. Yəni tam ekzom təhlili DNA-nın yalnız %2-də mutasiyanı araşdırır. İntronlar isə DNA-nın zülal kodlamayan bölgələridir və yaxın vaxtadək, junk (zibil, əhəmiyyətsiz) DNA adlandırılırdı.

İndiyədək istifadə edilən, bütün hədəfli ağıllı xərçəng dərmanları, genomun %1-ni təmsil edən ekzom sekvensləməsindən alınan DNA ardıcıllığına əsasən hazırlanmışdı. İndi kodlamayan bölgələrlə əhatə %100-ə çıxıb.

Layihənin xam, işlənmiş və şərh olunmuş məlumatları gələcək illərdə tədqiqatçılara məlumat vermək üçün, PCAWG saytında onlayn təqdim edilir.

Pan-xərçəng təhlili

Təhlildə 2605 əsas şiş və 173, metastaz və ya lokal, residivə aid xərçəngli və uyğun normal toxumanın tam genom məlumatı istifadə edildi. Məlumatlar, 3 əsas mutasiya qrupu üçün təhlil edildi: somatik tək nukleotid variantları (SNV); kiçik əlavə və silinmələr (indellər); DNA-nın böyük hissələrinin yenidən qurulması olan surət sayı dəyişiklikləri və struktur variantlar (SV).

Kataloq > 43 milyon SNV, > 400.000 somatik çoxnukleotidli variant, > 2.4 milyon somatik indel, 290.000-ə yaxın somatik SV, > 19.000 retrotranspozisiya hadisəsi və > 8000 de novo mitoxondrial DNA mutasiyası tapdı. Şiş tipləri və xəstələr arasında somatik mutasiya yükündə əhəmiyyətli heterogenlik bildirildi.

Sürücü mutasiyaları kataloqlaşdırmaq və anlamaq son iyirmi ilin mühüm məqsədidir; məhdud sürücü sayı olsa da minlərlə və ya on minlərlə kombinasiyası var.

Xərçənglərin % 91-də ən azı bir müəyyən edilən sürücü, şiş başına 4.6 sürücü mutasiya tapıldı. Təxminən % 5-də sürücü bildirilmədi.

Tipə görə sürücü SV-lər (struktur variantlar) süd vəzi və yumurtalıq adenokarsinomalarında daha çox idi. Sürücü nöqtə mutasiyaları, kolorektal adenokarsinomalarda və yetkin B hüceyrəli limfomalarda mühüm rol oynadı. Şiş basqılayıcı genlərlə əlaqəli çoxlu sürücü iki tərəfli təsirsizləşdirici idi: TP53mutasiyalarının % 77-də hər iki allel mutasiyalı idi.

Xromofob renal hüceyrəli karsinoma və, pankreatik neyroendokrin xərçəngli xəstələrdə – əhəmiyyətli xromosom aneuploidiyalı şişlərdə – sürücü xərçəng mutasiyası görülmədi. PCAWG tədqiqatçıları, "Tam xromosom qazanma və itkilərinin müəyyən kombinasiyaları daha hədəfli sürücü mutasiyalar olmadan xərçəngi başlatmağa yetə bilər." deyə izah etdilər.

Eyni diaqnozlu iki xəstənin tam fərqli cavabının səbəbi şişlərin genetik fərqidir.

Səbəblər şiş genomunda yazılıb. Çarpıcı nəticə bir şəxsin genomunun digərindən fərqidir - minlərlə mutasiya kombinasiyası və 80-dən çox müxtəlif proses xərçəng yarada bilər...

Bütün xərçənglərin təxminən % 5-i, birincili mənbəyi bilinməyən xərçəng (carcinoma of unknown origin) diaqnozu alır. Mutasiya nümunəsi və təsir etdiyi genlər xərçəng tipini müəyyənləşdirməyə kömək edə bilər.

Kodlamayan bölgə mutasiyalarına yaxın baxış

Kodlamayan somatik sürücü təhlili NEAT1 və MALAT1 uzun kodlamayan, RNAlar kimi əvvəllər bildirilmiş sürücüləri sorğulayır, həm də yenilərini ortaya çıxarır.

PCAWG tədqiqatçıları TERT promotorunda yüksək TERT ifadəsi ilə əlaqəli tək sahəli isti nöqtələr tapdı (promotor, gen transkripsiyasını başladan DNA hissəsidir).

TOB1 mədə və süd vəzi xərçənglərinə təsir göstərirdi.

TP53 promotor mutasiyası bildiriləndə kodlayan bölgədə əlavə mutasiya yox idi; bu, ilk dəfə kodlamayan mutasiyalardan TP53 güclü inaktivasiyasını düşündürür.

Həmçinin AKR1C genləri və BRD4 daxil yenidənqurulmalar kimi onkogenezi (xərçəngləşməni) davam etdirməyə namizəd yeni struktur-variant mutasiyalar bildirildi.

Lakin kodlamayan sürücülər nadirdir. Daha böyük məlumat dəsti və texnoloji inkişaf zülal kodlayanlardan aşağı tezlikdə olsa da yenilərini tapmağa davam edəcək.

Molekulyar saatlar

Tədqiqatçılar mutasiyanın təkamüldə erkən və ya gec yaranmasını araşdırdılar. Molekulyar saat anlayışı, mutasiyanın klonal (bütün klonlarda) və ya subklonal (bir hissədə) olması, klonal hadisənin subklonaldan əvvəl baş verib-verməməsi ilə araşdırıldı.

2583 nümunədəki 47 milyon nöqtə mutasiyasının % 22-si erkən klonal, % 7-si gec klonal, % 53-ü müəyyənləşdirilməmiş klonal, % 17-si müəyyənləşdirilməmiş subklonal idi. 453 sürücü gen panelində % 29-u erkən klonal, % 5-i gec klonal, % 56-sı müəyyənləşdirilməmiş klonal və % 8-i subklonal olan 5913 onkogen nöqtə mutasiyası tapıldı.

Sürücü mutasiyalar, KRAS , TP53 və PIK3CA və kodlamayan TERT xərçəng inkişafının erkən hadisələri sayıldı. Tədqiqatçılar, mutasiya imzasının şişlərin % 40-da zamanla dəyişdiyini bildirdilər.

Həkim bu məlumat zənginliyindən necə istifadə etməlidir?

"Pan-Xərçəng Layihəsi genomun toplanıb təhlilinə yol xəritəsi verir. Təhlil və birləşdirilmiş təqdimat üçün yüksək keyfiyyətli standart proseslər hazırladıq." deyir rəhbərlərdən Dr. Lincoln D. Stein mətbuat konfransında. "Ekzom sekvensləməsinin tapdığı yolları eyni tapdıq, onları inkişaf etdirmək üçün daha çox yol da gördük." deyə əlavə edir.

Həmçinin xərçəngdə hansı, siqnal / böyümə yollarının və genlərin dəyişdiyini anlama qabiliyyətimizlə xəstənin şişindəki dəyişiklikləri daha düzgün görəcəyik. Beləliklə, daha hədəfli müalicələr işlədə bilərik.

Əvvəl yalnız ekzom ardıcıllığına baxanda gələnlərin təxminən üçdə birində şiş genomu barədə qaranlıqda qalacaqdıq. Dəqiq onkologiya aparmağa məlumatımız olmayacaqdı.

Lakin mühüm məhdudiyyət müalicə ilə əlaqəli klinik məlumatın olmamasıdır.

Davam edən, ICGC ARGO layihəsi bu boşluğu doldurur. PCAWG nəşrlərinə əlavə 100.000 xəstənin klinik və genom məlumatını toplayırlar.

Genom məlumatı və klinik nəticəni əlaqələndirən yetərli məlumatdan sonra həkimin molekulyar-genom bilgiləri ilə yaxşı müalicə seçməsinə kömək edən, maşın öyrənməsi və qərar dəstək sistemləri qurulmağa başlanacaq.

Lakin genom testi tezliklə hər klinikada olmayacaq. Mövcud çoxgen panelindən fərqli olaraq tam genomun laborator prosesləri və standartları genetik test mərkəzlərinə ötürülməlidir.

Yeni alətləri işlətmə və məlumat təhlili xərcləri də var. İndi bahadır, zamanla azalacaq. Texnologiya sabah tətbiq edilməyəcək, lakin bir neçə ildə daha asan əlçatan olacaq.

Əlaqəli mövzu:

- Yeni nəsil sekvensləmə (Next-Generation Sequencing, NGS) nədir? Onkologiyada istifadəsi