რა არის კიბოს გენომის ატლასი? ისტორია და მნიშვნელოვანი ეტაპები

კაცობრიობისა და მეცნიერების ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი გარდამტეხი მოვლენა უდავოდ ადამიანის გენომის პროექტია! 1990 წელს დაწყებული და 2003 წელს დასრულებული ეს პროექტი კაცობრიობაში განხორციელებული ერთ-ერთი უდიდესი ინვესტიციაცაა. მისი დასრულებით მრავალი დაავადების, მათ შორის კიბოს შესახებ ცოდნა მრავალჯერ გაიზარდა, თუმცა გამოჩნდა ისიც, რამდენად ცოტა ვიცოდით კიბოს ბიოლოგიასა და გენეტიკაზე. ამიტომ 2005 წელს კიბოს გენომის ატლასის პროექტი დაიწყო. დღეს გამოყენებული და მომავალში გამოსაყენებელი ინოვაციური მკურნალობის (ონკოლოგიური მიზნობრივი პრეპარატების უმრავლესობის) საწყისი სწორედ ეს გენეტიკური პროექტია.

TCGA-ის დეტალურ ისტორიამდე ქვემოთ შეიძლება ნახოთ კიბოს გენეტიკური კვლევების მოკლე ისტორია:

რა არის კიბოს გენომის ატლასი?

კიბოს გენომის ატლასი (The Cancer Genome Atlas= TCGA) გენომური პროექტია, რომელმაც 33 ტიპის კიბოს 20 ათასზე მეტი სიმსივნე მოლეკულურად აღწერა და ნორმალური ქსოვილის ნიმუშებს შეადარა.

პროექტი აშშ-ის კიბოს ეროვნული ინსტიტუტისა (US-NCI) და ადამიანის გენომის კვლევის ეროვნული ინსტიტუტის (NHGRI) მიერ სხვადასხვა დისციპლინის მკვლევრების გაერთიანებით 2006 წელს ფაქტობრივად დაიწყო.

მომდევნო წლებში TCGA-ის პროექტმა 2,5 პეტაბაიტზე მეტი გენომური, ეპიგენომური, ტრანსკრიპტომური და პროტეომური მონაცემი შექმნა. ეს მონაცემები კიბოს დიაგნოსტიკის, მკურნალობისა და პრევენციის შესაძლებლობების გაუმჯობესებას უწყობს ხელს და კვლევით დაინტერესებული ნებისმიერი პირისთვის კვლავ ღიად ხელმისაწვდომია.

TCGA-ის დროითი ხაზი და მნიშვნელოვანი ეტაპები

2005

თებერვალი

აშშ-ის კიბოს ეროვნული საკონსულტაციო საბჭოს ბიოსამედიცინო ტექნოლოგიის სამუშაო ჯგუფმა შესთავაზა „ადამიანის კიბოს გენომის პროექტის“ დაწყება, რათა ყველა ძირითადი კიბოს საფუძველში არსებული გენომური ცვლილებები სრულად შეესწავლათ.

რა არის გენომი?

გენომი DNA-ში არსებული ყველა ინსტრუქციის ერთობლიობაა. თითოეული ჩვენი უჯრედის ბირთვში DNA-ის 2 ასლია: ერთი დედისგან, მეორე — მამისგან. ჩვენი DNA განსაკუთრებული წესით იკეცება / იფუთება და ქრომოსომებს ქმნის. უჯრედებში 46 ქრომოსომაა, რომლებშიც DNA-ის სპირალები შეფუთულია (23 დედისგან და 23 მამისგან).

ივლისი

NCI-მ და NHGRI-მ ადამიანის კიბოს გენომის პროექტის საპილოტე ეტაპის განხორციელებაზე გამართეს სამუშაო შეხვედრა „კიბოს ყოვლისმომცველი გენომური ანალიზისკენ“.

დეკემბერი

NIH-მა 100 მილიონი დოლარის საპილოტე ბიუჯეტით 3-წლიანი „კიბოს გენომის ატლასის“ პროექტი დაიწყო.

2006

მაისი

TCGA-მ გამართა სამუშაო შეხვედრა მონაცემთა გამოქვეყნების წესების განსახილველად, რომლებიც პაციენტების კონფიდენციალურობის დაცვით მკვლევრებს მონაცემებზე მარტივ წვდომას მისცემდა.

სექტემბერი

NIH-მა გამოაცხადა, რომ ფილტვის, ტვინისა და საკვერცხის კიბოები TCGA-ის მიერ გენომურად პირველად შესადგენ რუკებში შესული სიმსივნეები იქნებოდა.

ოქტომბერი

NIH-მა TCGA-ის კიბოს გენომის დახასიათების ცენტრებისა და მონაცემთა კოორდინაციის ცენტრის კომპონენტები გამოაცხადა.

ნოემბერი

NHGRI-მ განაცხადა, რომ გენომის სეკვენირების 3 ფართომასშტაბიანი ცენტრი დააფინანსა. 

2007

ივნისი

TCGA-მ გამოაცხადა დაფინანსების ჯილდოები გენომური დახასიათების ტექნოლოგიების განვითარების მხარდასაჭერად.

კიბოს გენომის დახასიათების ცენტრებიდან მონაცემთა კოორდინაციის ცენტრში მონაცემების პირველი ნაკადი გადავიდა.

2008

იანვარი

პროექტის გუნდი შეიკრიბა TCGA-ის მონაცემთა პორტალისა და მონაცემთა ანალიზის ხელსაწყოების პირველი ვერსიის განსახილველად.

აპრილი

TCGA-მ ინფორმირებული თანხმობის პოლიტიკა განაახლა.

სექტემბერი

გამოქვეყნდა გლიობლასტომის შუალედური ანალიზი, რომელშიც 3 მნიშვნელოვანი სასიგნალო გზა იყო აღწერილი.  

2009

თებერვალი

საკვერცხის კიბოს მონაცემები მონაცემთა კოორდინაციის ცენტრში აიტვირთა.

მარტი

გენომის სეკვენირების ცენტრი 601 გენის სეკვენირებიდან გადავიდა ჰიბრიდული დაჭერის ტექნიკებზე, რომლებიც 6000-ზე მეტ გენსა და miRNA-ს სეკვენირებას მოიცავდა.

ივნისი

გენომის სეკვენირების ცენტრმა მეორე თაობის სეკვენირების გამოყენება დაიწყო სრული ეგზომისა და გენომის მონაცემების მისაღებად.

სექტემბერი

NIH-მა გენომური მონაცემების ანალიზის 7 ცენტრი დააფინანსა დახასიათების ცენტრების მიერ შექმნილი დიდი მოცულობის სხვადასხვა ტიპის მონაცემების გასაერთიანებლად და გასაანალიზებლად.

2010

სექტემბერი

2009 წლის ამერიკის აღდგენისა და რეინვესტირების აქტით მხარდაჭერილმა NIH-მა TCGA გააფართოვა კიბოს 20 ტიპის რუკის შესაქმნელად.

დეკემბერი

TCGA-ის ღია მონაცემები პირველად გახდა ხელმისაწვდომი კიბოს გენომის საერთაშორისო კონსორციუმის მონაცემთა პორტალის მეშვეობით.

2011

ივლისი

TCGA-მ საკვერცხის კიბოზე სტატია გამოაქვეყნა.

ოქტომბერი

TCGA-მ გენომის დახასიათების ცენტრებს 5000-ე მნიშვნელოვანი ეტაპი მიაწოდა.

ნოემბერი

გენომის სეკვენირების ცენტრმა TCGA-ის სეკვენირების მცდელობა ხელახალი დაფინანსებით დაუჭირა მხარი.

TCGA-მ პირველი ყოველწლიური სამეცნიერო სიმპოზიუმი გამართა.

2012

იანვარი

TCGA-მ მონაცემების ახალ წყაროდ Cancer Genomics Hub (CGHub) დააფუძნა.

ივლისი

გამოქვეყნდა სტატია კოლორექტულ კარცინომაზე, რომელიც მსხვილი ნაწლავისა და სწორი ნაწლავის სიმსივნეებს კიბოს ერთი ქვეტიპის შემადგენლად აჩვენებდა.

სექტემბერი

TCGA-მ ფილტვის ბრტყელუჯრედოვან კიბოზე სტატია გამოაქვეყნა, რომელიც TP53-ის შემცველ გენებში კომპლექსურ გენომურ ცვლილებებსა და განმეორებად მუტაციებს წარმოადგენდა.

ოქტომბერი

TCGA-მ ძუძუს კიბოზე სტატია გამოაქვეყნა, რომელიც საკვერცხის კიბოსთან მოლეკულურ მსგავსებებს აჩვენებდა.

ნოემბერი

TCGA-მ მეორე ყოველწლიური სიმპოზიუმი გამართა.

დეკემბერი

NCI-მ გააფორმა ხელშეკრულება TCGA-ის დაცული მონაცემების ღრუბლის შესაქმნელად, რათა მკვლევრებს უსაფრთხო ღრუბლოვან გარემოში დიდი მოცულობის გენომური მონაცემები გაეანალიზებინათ.

2013

მაისი

TCGA-მ მწვავე მიელოიდურ ლეიკემიასა და ენდომეტრიუმის კარცინომაზე სტატია გამოაქვეყნა.

ივნისი

გამოქვეყნდა სტატია თირკმლის ნათელუჯრედოვან კარცინომაზე.

ოქტომბერი

TCGA-მ უფრო ახალი შემდეგი თაობის სეკვენირების (NGS) მონაცემებით გლიობლასტომის გაფართოებული კვლევა გამოაქვეყნა.

სხვადასხვა ტიპის კიბოს მონაცემების შესაგროვებლად და გამოსაკვლევად პან-კიბოს ანალიზის სამუშაო ჯგუფი შექმნა.

დეკემბერი

TCGA-მ ნიმუშების კოლექცია შექმნა, რომელიც 20000-ზე მეტ გაერთიანებულ ბიონიმუშს მოიცავდა.

2014

იანვარი

TCGA-მ შარდის ბუშტის კიბოზე სტატია გამოაქვეყნა.

მაისი

TCGA-მ მესამე ყოველწლიური სამეცნიერო სიმპოზიუმი გამართა.

ივნისი

გენომის დასახასიათებლად ბოლო ნიმუშები ჩაბარდა.

ივლისი

TCGA-მ ფილტვისა და კუჭის ადენოკარცინომებზე სტატიები გამოაქვეყნა.

აგვისტო

TCGA-მ სტატია გამოაქვეყნა ქრომოფობულ თირკმლის უჯრედულ კარცინომაზე — თირკმლის კიბოს იშვიათ ფორმაზე.

ოქტომბერი

TCGA-მ ფარისებრი ჯირკვლის პაპილარულ კარცინომაზე სტატია გამოაქვეყნა.

2015

იანვარი

TCGA-მ თავისა და კისრის ბრტყელუჯრედოვან კარცინომებზე სტატია გამოაქვეყნა.

მაისი

TCGA-მ მეოთხე ყოველწლიური სამეცნიერო სიმპოზიუმი გამოაქვეყნა.

ივნისი

TCGA-მ დაბალი ხარისხის გლიომასა და კანის მელანომაზე სტატია გამოაქვეყნა.

ოქტომბერი

TCGA-მ სტატია გამოაქვეყნა ინვაზიურ ლობულურ კარცინომაზე — ძუძუს ყველაზე გავრცელებული ინვაზიური კიბოს ქვეტიპზე.

TCGA-ის ხელმძღვანელებმა Jean C. Zenklusen-მა და Carolyn Hutter-მა 2015 წლის Samuel J. Heyman-ის ამერიკის სამსახურის მედლების (Sammies) ხალხის რჩეულის ჯილდო მიიღეს.

ნოემბერი

TCGA-მ პროსტატის კიბოზე სტატია გამოაქვეყნა.

2016

იანვარი

TCGA-მ თირკმლის პაპილარულ უჯრედულ კარცინომაზე სტატია გამოაქვეყნა.

მაისი

TCGA-მ გამოაქვეყნა სტატია ადრენოკორტიკულ კარცინომაზე, რომელიც იშვიათი კიბოა, და ფილტვის კარცინომისა და ბრტყელუჯრედოვანი კარცინომის შედარებაზე.

ივნისი

NCI-მ შექმნა გაერთიანებული მონაცემთა სისტემა Genomic Data Commons (GDC), რომელიც TCGA-ისა და სხვა პროგრამებისა და კვლევების გენომურ მონაცემებს მოიცავდა.

ივლისი

TCGA-ის მონაცემთა პორტალი და CGHub დაიხურა.

2017

იანვარი

TCGA-მ საყლაპავისა და საშვილოსნოს ყელის კიბოებზე სტატია გამოაქვეყნა.

თებერვალი

TCGA-მ იშვიათ ნეიროენდოკრინულ სიმსივნეებზე — ფეოქრომოციტომებსა და პარაგანგლიომებზე — სტატია გამოაქვეყნა.

მარტი

TCGA-მ საშვილოსნოს კარცინოსარკომასა და ქოლანგიოკარცინომაზე სტატია გამოაქვეყნა.

ივნისი

TCGA-მ ჰეპატოცელულურ (ღვიძლის) კარცინომაზე სტატია გამოაქვეყნა.

აგვისტო

TCGA-მ პანკრეასის სადინრის ადენოკარცინომასა და უვეალურ (თვალის) მელანომაზე სტატია გამოაქვეყნა.

ოქტომბერი

TCGA-მ შარდის ბუშტის კიბოს გაფართოებული კვლევა გამოაქვეყნა.

ნოემბერი

TCGA-მ რბილი ქსოვილების სარკომაზე სტატია გამოაქვეყნა.

2018

თებერვალი

TCGA-მ თიმუსის ეპითელურ სიმსივნეებზე სტატია გამოაქვეყნა.

აპრილი

TCGA-მ სრული მონაცემთა ნაკრების გამოყენებით კიბოს საერთო თემების დეტალურად შემსწავლელი, სხვადასხვა ტიპის კიბოს ანალიზების კოლექცია — „პან-კიბოს ატლასი“ გამოაქვეყნა.

ივნისი

TCGA-მ სათესლის ჩანასახოვანუჯრედოვან სიმსივნეებზე სტატია გამოაქვეყნა.

TCGA-მ მეზოთელიომაზე სტატია გამოაქვეყნა.

სექტემბერი

ჩატარდა Cell-ის სიმპოზიუმი „TCGA-ის მემკვიდრეობა: კიბოს მულტიომიკური კვლევები“ (TCGA Legacy: Multli-Omic Studies in Cancer). TCGA-ის ანალიზის ქსელი ახალი აღმოჩენებისთვის მონაცემთა ძიებას განაგრძობს.

2020

თებერვალი

სრული გენომების პან-კიბოს ანალიზი (Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes, PCAWG) 37 ქვეყნის 1300-ზე მეტი მეცნიერისა და ექიმის თანამშრომლობით Nature-სა და მასთან დაკავშირებულ ჟურნალებში ერთდროულად გამოქვეყნებული 23 სამეცნიერო სტატიით დასრულდა.

ამ ანალიზის შედეგად:

• კიბოს თითოეულ გენომში დაახლოებით ხუთი დრაივერი მუტაცია გამოვლინდა (5%-ში დრაივერი მუტაცია არ იყო).
• აღმოჩნდა, რომ დრაივერი მუტაციების უმრავლესობა გენომის მაკოდირებელ უბანში იყო.
• „მოლეკულურმა საათმა“ შეიძლება განსაზღვროს, რომელი მუტაციები წარმოიქმნა კიბოს ევოლუციის ადრეულ ეტაპზე.
• გენეტიკური მუტაციების ნიმუშები კიბოს ტიპის დადგენას შეიძლება დაეხმაროს (ეს ექიმებს უცნობი პირველადი კერის / წარმოშობის კიბოს იდენტიფიკაციაში დაეხმარება).

კიბოს გენომის ატლასის შედეგები და გავლენა

ბოლო ნიმუშების შეგროვების, სეკვენირებისა და მონაცემების ატვირთვის შემდეგ Genomic Data Commons (GDC) გაიხსნა და TCGA ოფიციალურად 2018 წელს დასრულდა, თუმცა მისი პროდუქტი — სრული გენომების პან-კიბოს ანალიზი (PCAWG) — 2020 წელს გამოქვეყნდა. ამ ფართომასშტაბიანმა პროგრამამ კიბოს კვლევებზე ღრმა გავლენა მოახდინა. მონაცემების განსხვავებული გზებით გამოყენება პროექტის სამომავლო გავლენასაც აგრძელებს. TCGA-მ კიბოს გენომიკის მნიშვნელობის წარმოჩენასთან ერთად კიბოს შესახებ წარმოდგენა შეცვალა და კლინიკური მკურნალობის შეცვლაც დაიწყო. პროექტის გავლენა ვრცელდება ჯანდაცვისა და სამეცნიერო ტექნოლოგიებზე, გამოთვლით ბიოლოგიასა და მრავალ სხვა სფეროზე. ამასთან, 20 ათასზე მეტი პაციენტის წვლილით შექმნილი უზარმაზარი მონაცემთა ნაკრები ღიად არის ხელმისაწვდომი. ამის წყალობით როგორც პროგრამაში ჩართულმა, ისე მისგან დამოუკიდებელმა, ამ მონაცემების მომხმარებელმა მკვლევრებმა მრავალი სამეცნიერო ნაშრომი შექმნეს.

კიბოს გენომის ატლასის გავლენა:

• კიბოს მოლეკულური კლასიფიკაციითა და დახასიათებით მის შესახებ ცოდნა გააღრმავა
• მკვლევართა ფართო საზოგადოებისთვის მდიდარი გენომური მონაცემების რესურსები შექმნა
• გამოთვლითი ბიოლოგიის სფეროს შეუწყო ხელი
• ჯანდაცვისა და სამეცნიერო ტექნოლოგიების განვითარებას დაეხმარა
• კლინიკაში ონკოლოგიური პაციენტების მკურნალობის გზები შეცვალა

Genomic Data Commons (GDC) TCGA-ისა და სხვა მონაცემთა ნაკრებებს ინახავს, რომლებზეც მეცნიერებს წვდომა ნებისმიერი ადგილიდან აქვთ. მას ასევე მრავალი გაუმჯობესებული შესაძლებლობა აქვს, რომლებიც მკვლევრებს კლინიკურად უფრო მნიშვნელოვან კითხვებზე პასუხის გაცემას უადვილებს.