Kanser Genom Atlası Nedir? Tarihi ve Önemli Dönüm Noktaları

İnsanlığın ve bilimin en önemli dönüm noktalarından biri elbette İnsan Genom Projesi! 1990'da başlayan ve 2003'te tamamlanan bu proje, insanlığa yapılmış en büyük yatırımlardan biridir aynı zamanda. İnsan Genom Projesi tamamlandığında, kanser gibi birçok hastalığa dair bilgilerimiz kat be kat arttı, ama kanserin biyolojisini ve genetiğini ne kadar az bildiğimiz de ortaya çıktı. Bu nedenle 2005'te Kanser Genom Atlası Projesi başlatıldı. Günümüzde kullanılan ve gelecekte kullanılacak olan yenilikçi tedavilerin (çoğu akıllı kanser ilacının) çıkış noktası bu genetik projedir.

TCGA'nın detaylı tarihine başlamadan önce, aşağıda, Kanserde Genetik Çalışmaların Özet Tarihi görülebilir:

Kanser Genom Atlası Nedir?

Kanser Genom Atlası (The Cancer Genome Atlas= TCGA), 33 kanser türünden 20 binden fazla tümörü moleküler olarak tanımlayan ve bunları normal doku örnekleri ile karşılaştıran bir genomik projedir.

Proje, ABD Ulusal Kanser Enstitüsü (US-NCI) ve ABD Ulusal İnsan Genomu Araştırma Enstitüsünün (NHGRI) multidisipliner olarak araştırmacıları bir araya getirilmesi ile 2006 yılında fiilen başlatılmıştır.

Devam eden yıllarda TCGA projesi, 2.5 petabayttan fazla bir boyutta genomik, epigenomik, transkriptomik ve proteomik veriler oluşturmuştur. Kanserin tanısı, tedavisi ve önlenmesine yönelik yapabileceklerimizin geliştirilmesine olanak sağlayan bu veriler, araştırma yapmak isteyen herkesin kullanımı için erişime açık kalmaya devam etmektedir.

TCGA Zaman Çizelgesi ve Dönüm Noktaları

2005

Şubat

ABD Ulusal Kanser Danışma Kurulu’nun biyomedikal teknoloji üzerine olan çalışma grubu, tüm büyük kanserlerin altta yatan genomik değişikliklerinin kapsamlı bir şekilde anlaşılmasını sağlamak amacıyla “İnsan Kanser Genom Projesi” başlatılmasını önerdi.

Genom nedir?

Genom, DNA'daki tüm talimatların toplamıdır. Her bir hücremizin çekirdeğinde, biri anneden diğeri babadan gelen 2 DNA kopyası vardır. DNA'mız özel bir şekilde katlanarak / paketlenerek kromozomları oluşturur. Hücrelerimizin içinde 46 tane paketlenmiş DNA sarmallarının bulunduğu kromozomlar vardır (23’ü anneden ve 23’ü babadan gelen).

Temmuz

NCI ve NHGRI, İnsan Kanser Genom Projesi’nin pilot aşamasının uygulanması üzerine “Kanserin Kapsamlı Genomik Analizine Doğru” diye bir workshop düzenledi.

Aralık

NIH, 100 milyon dolarlık pilot bir bütçe ile 3 yıllık “Kanser Genom Atlası” projesini başlattı.

2006

Mayıs

TCGA, hastaların gizliliği korunurken, araştırmacıların verilere kolaylıkla erişebilmelerini sağlayacak veri yayın yönetmeliklerini tartışmak için bir workshop düzenlendi.

Eylül

NIH, akciğer, beyin ve over (kadın yumurtalık) kanserlerinin TCGA tarafından genomik olarak ilk haritalandırılacak kanserler olduğunu duyurdu.

Ekim

NIH, TCGA’nın Kanser Genom Karakterize Etme Merkezleri ve Veri Düzenleme Merkezi bileşenlerini duyurdu.

Kasım

NHGRI, 3 geniş ölçekli genom sekanslama merkezi için fon sağladığını duyurdu. 

2007

Haziran

TCGA, genomik karakterize etme teknolojilerinin gelişimini destekleyecek fon ödülleri vereceğini duyurdu.

Kanser Genom Karakterize Etme Merkezleri’nden Veri Düzenleme Merkezine ilk veri akışı sağlandı.

2008

Ocak

Proje ekibi, TCGA’nın Veri Protalı ve veri analiz araçlarının ilk yinelenmesini tartışmak üzere toplandılar.

Nisan

TCGA, bilgilendirilmiş onay politikalarını güncelledi.

Eylül

3 kritik sinyal yolağını tanımlayan glioblastoma üzerine ara analiz yayınladı.  

2009

Şubat

Yumurtalık kanseri verileri, Veri Düzenleme Merkezine yüklendi.

Mart

Genom Sekanslama Merkezi, 601 genin sekanslanmasından 6000 genden ve miRNA sekansından daha fazlasını hedefleyen hibrid yakalama tekniklerine geçiş yaptı.

Haziran

Genom Sekanslama Merkezi, tüm ekzom ve genom verilerini üreten ikinci nesil sekanslamadan yararlanmaya başladı.

Eylül

NIH, karakterize etme merkezleri tarafından oluşturulan büyük miktarlardaki çeşitli veri türlerinin entegre ve analiz edilmesi için 7 Genom Veri Analiz Merkezine fon sağladı.

2010

Eylül

2009 Amerikan İyileştirme ve Yeniden Yatırım Yasası ile desteklenen NIH, kanserin 20 türünü haritalandırmak için TCGA’yı genişletti.

Aralık

TCGA’nın açık erişimli verileri, Uluslararası Kanser Genom Konsorsiyumu Veri Portalı aracılığı ile ilk kez kullanıma sunuldu.

2011

Temmuz

TCGA, yumurtalık kanseri üzerine makale yayımladı.

Ekim

TCGA, Genom Karakterize Etme Merkezlerine 5000. dönüm noktasını iletti.

Kasım

Genom Sekanslama Merkezi, TCGA sekanslama çabasını tekrar fon sağlayarak destekledi.

TCGA, İlk Yıllık Bilimsel Sempozyumu’nu düzenledi.

2012

Ocak

TCGA, yeni TCGA veri kaynağı olarak Cancer Genomics Hub’ı (CGHub) kurdu.

Temmuz

Kanserin bir alt türünü oluşturmak için kolon ve rektal tümörlerini gösteren kolorektal karsinom üzerine bir makale yayımladı.

Eylül

TCGA, TP53 içeren genlerdeki kompleks genomik değişiklikler ve tekrar eden mutasyonları sunan skuamöz (yassı) hücreli akciğer kanseri üzerine makale yayımladı.

Ekim

TCGA, yumurtalık kanserine olan moleküler benzerlikleri sunan meme kanseri üzerine bir makale yayımladı.

Kasım

TCGA, İkinci Yıllık Sempozyumunu gerçekleştirdi.

Aralık

NCI, araştırmacıların güvenli bir bulut ortamında büyük miktarlardaki genomik verilerin analiz edebilmesine izin vermek amacı ile TCGA Korumalı Veri Bulutunu geliştirmek için sözleşme imzaladı.

2013

Mayıs

TCGA, akut miyeloid lösemi ve endometriyal karsinom üzerine makale yayımladı.

Haziran

Berrak hücreli böbrek hücreli karsinom üzerine makale yayımladı.

Ekim

TCGA, daha yeni olan gelecek-nesil sekanslama (NGS) verisi kullanan glioblastoma üzerine genişletilmiş bir çalışma yayımladı.

Mulitpl kanser türlerinden elde edilen verilerin toplamak ve çalışmalar yapmak için bir Pan-Kanser analizi çalışma grubu kurdu.

Aralık

TCGA, 20.000’den fazla toplu biyo-örnek içeren örnek koleksiyonu oluşturdu.

2014

Ocak

TCGA, mesane kanseri üzerine bir makale yayımladı.

Mayıs

TCGA, Üçüncü Yıllık Bilimsel Sempozyumu’nu gerçekleştirdi.

Haziran

Genom karakterize etmek için son örnekler teslim edildi.

Temmuz

TCGA, akciğer adenokarsinomu ve gastrik adenokarsinomu üzerine makaleler yayımladı.

Ağustos

TCGA, böbrek kanserinin nadir görülen bir formu olan kromofob renal hücreli karsinom üzerine bir makale yayımladı.

Ekim

TCGA, papiller tiroid karsinomu üzerine bir makale yayımladı.

2015

Ocak

TCGA, baş ve boyun skuamöz hücreli karsinomlar üzerine makale yayımladı.

Mayıs

TCGA, Dördüncü Yıllık Bilimsel Sempozyumu’nu yayımladı.

Haziran

TCGA, düşük dereceli glioma ve kutuamöz melanom üzerine makale yayımladı.

Ekim

TCGA, en yaygın invaziv meme kanserinin alt türü olan invaziv lobüler karsinom üzerine makale yayımladı.

TCGA yöneticilerinden Jean C. Zenklusen ve Carolyn Hutter, 2015 Samuel J. Heyman Amerika’ya Hizmet Madalyaları (Sammies) Halkın Seçimi Ödülü’nü kazandı.

Kasım

TCGA, prostat kanseri üzerine bir makale yayımladı.

2016

Ocak

TCGA, papiller renal hücreli karsinom üzerine bir makale yayımladı.

Mayıs

TCGA, nadir görülen bir kanser olan adrenokortikal karsinom üzerine ve akciğer karsinomun ve skuamöz hücreli karsinomun karşılaştırılması üzerine bir makale yayımladı.

Haziran

NCI, TCGA ve diğer programlar ve çalışmalardan elde edilen genomik verileri içerecek, birleştirilmiş veri sistemi olan Genomik Veri Tabanı’nı (Genomic Data Commons, GDC) kurdu.

Temmuz

TCGA Veri Protalı ve CGHub kapandı.

2017

Ocak

TCGA, özofagel (yemek borusu) kanserler ve rahim ağzı kanseri üzerine bir makale yayımladı.

Şubat

TCGA, nadir görülen nöroendokrin tümörler olan feokromositomalar ve paragangliomalar üzerine bir makale yayımladı.

Mart

TCGA, rahim karsinosarkom ve kolanjiokarsinom üzerine makale yayımladı.

Haziran

TCGA, hepatosellüler (karaciğer) karsinom üzerine bir makale yayımladı.

Ağustos

TCGA, pankreatik duktal adenokarsinom ve uveal (göz) melanom üzerine makale yayımladı.

Ekim

TCGA, genişletilmiş mesane kanseri çalışması yayımladı.

Kasım

TCGA, yumuşak doku sarkomu üzerine makale yayımladı.

2018

Şubat

TCGA, timik epitelyal tümörler üzerine makale yayımladı.

Nisan

TCGA, tüm TCGA veri setini kullanarak kanser üzerine ilgili kapsayıcı temaları detaylıca inceleyen çapraz kanser analizleri koleksiyonu olan "Pan-Kanser Atlası" yayınladı.

Haziran

TCGA, germ hücreli testis tümörleri üzerine makale yayımladı.

TCGA, mezotelyoma üzerine makale yayımladı.

Eylül

TCGA Mirası: Kanserdeki Multi-Omik Çalışmalar (TCGA Legacy: Multli-Omic Studies in Cancer) üzerine Hücre Sempozyumu düzenlendi. TCGA Analiz Ağı, yeni aydınlatıcı gelişmeler için veri madenciliği yapmaya devam ediyor.

2020

Şubat

Tüm genomların pan-kanser analizi (Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes, PCAWG), 37 ülkeden 1300'den fazla bilim insanı ve doktor arasındaki iş birliği ile, Nature ve bağlı dergilerinde aynı anda yayınlanan 23 bilimsel makaleyle sonuçlandı.

Bu analiz sonucunda;

• Her kanser genomunda yaklaşık beş sürücü mutasyonu tanımlandı (% 5'inde sürücü mutasyonu yoktu).
• Sürücü mutasyonlarının çoğunun genomun kodlama bölgesinde olduğu bulundu.
• Bir "moleküler saat", kanserin evriminde hangi mutasyonların erken gerçekleştiğini belirleyebilir.
• Genetik mutasyon paternleri kanser tipinin belirlenmesine yardımcı olabilir (bu, primeri / kaynağı bilinmeyen bir kanserin tanımlanması için doktorlara yardımcı olabilir).

Kanser Genom Atlasının Sonuçları ve Etkileri

Son örneklerin toplanması, sekanslanması ve verilerin yüklenmesi ile Genomik Veri Tabanı (GDC), erişime açılmış ve TCGA, 2018 yılında resmi olarak sona erdi, bununla birlikte TCGA'nın bir ürünü olan Tüm genomların pan-kanser analizi (PCAWG) 2020'de yayımlandı. Bu büyük ölçekli program, kanser araştırmalarını derinden etkilemiştir. Ayrıca bu verilerin farklı şekillerde kullanılması ile de projenin etkisi ileriye yönelik olarak devam etmektedir. Kanser genomiklerinin önemi ortaya koymaya yardımcı olan TCGA, bunun yanı sıra kanser anlayışımızı değiştirmiş ve hastalığın klinik tedavisini de değiştirmeye başlamıştır. Projenin etkileri, sağlık ve bilim teknolojilerine, hesaplamalı biyolojiye ve diğer birçok alandaki araştırmalara kadar uzanmaktadır. Ayrıca 20 binde fazla hastanın da katkısı ile üretilen muazzam veri seti, erişime açık olarak sunulmaktadır. Bu sayede hem programdaki araştırmacılar hem de programdan bağımsız olan ve bu verileri kullanan araştırmacılar birçok bilimsel çalışmalara imza atmıştır.

Kanser Genom Atlasının etkileri;

• Kanseri moleküler düzeyde sınıflama ve karakterize etme aracılığı ile kanser anlayışımızı derinleştirmiştir
• Geniş araştırma toplulukları için zengin genomik veri kaynakları oluşturmuştur
• Hesaplamalı biyoloji alanını desteklemiştir
• Sağlık ve bilim teknolojilerinin gelişmesine yardımcı olmuştur
• Klinikte kanser hastaları için tedavi yollarını değiştirmiştir

Genomik Veri Tabanı (GDC), bilim insanlarının her yerden erişebileceği TCGA ve diğer veri setlerini barındırmaktadır. Ayrıca araştırmacıların klinik olarak daha ilgili soruları daha kolay bir şekilde yanıtlamasına olanak sağlayan birçok geliştirilmiş kabiliyeti vardır.