Ce este Atlasul Genomului Cancerului? Istorie și repere importante

Unul dintre cele mai importante momente de cotitură ale omenirii și științei este, fără îndoială, Proiectul Genomului Uman! Început în 1990 și încheiat în 2003, acest proiect este și una dintre cele mai mari investiții făcute pentru omenire. Odată finalizat Proiectul Genomului Uman, cunoștințele noastre despre multe boli, precum cancerul, s-au înmulțit, dar s-a văzut și cât de puțin cunoșteam biologia și genetica cancerului. De aceea, în 2005 a fost inițiat Proiectul Atlasului Genomului Cancerului. La originea terapiilor inovatoare (a majorității medicamentelor oncologice inteligente) folosite astăzi și care vor fi folosite în viitor se află acest proiect genetic.

Înainte de a începe istoria detaliată a TCGA, mai jos poate fi consultată O scurtă istorie a studiilor genetice în cancer:

Ce este Atlasul Genomului Cancerului?

Atlasul Genomului Cancerului (The Cancer Genome Atlas= TCGA) este un proiect genomic care a caracterizat molecular peste 20 de mii de tumori din 33 de tipuri de cancer și le-a comparat cu probe de țesut normal.

Proiectul a fost lansat efectiv în 2006 prin reunirea multidisciplinară a cercetătorilor de către Institutul Național al Cancerului din SUA (US-NCI) și Institutul Național de Cercetare a Genomului Uman din SUA (NHGRI).

În anii următori, proiectul TCGA a generat peste 2,5 petabytes de date genomice, epigenomice, transcriptomice și proteomice. Aceste date, care permit îmbunătățirea posibilităților de diagnosticare, tratare și prevenire a cancerului, continuă să fie disponibile în acces deschis pentru oricine dorește să facă cercetare.

Cronologia și reperele TCGA

2005

Februarie

Grupul de lucru pentru tehnologie biomedicală al Consiliului Național Consultativ pentru Cancer din SUA a recomandat lansarea unui „Proiect al Genomului Cancerului Uman”, pentru a permite înțelegerea cuprinzătoare a modificărilor genomice care stau la baza tuturor cancerelor majore.

Ce este genomul?

Genomul reprezintă totalitatea instrucțiunilor din DNA. În nucleul fiecăreia dintre celulele noastre există 2 copii ale DNA, una provenită de la mamă și cealaltă de la tată. DNA nostru se pliază și se împachetează într-un mod special, formând cromozomii. În celulele noastre există 46 de cromozomi care conțin spirale DNA împachetate (23 de la mamă și 23 de la tată).

Iulie

NCI și NHGRI au organizat un atelier intitulat „Spre o analiză genomică cuprinzătoare a cancerului”, privind implementarea etapei-pilot a Proiectului Genomului Cancerului Uman.

Decembrie

NIH a lansat proiectul „Atlasul Genomului Cancerului” cu un buget-pilot de 100 de milioane de dolari pentru o durată de 3 ani.

2006

Mai

TCGA a organizat un atelier pentru a discuta regulile de publicare a datelor, astfel încât cercetătorii să le poată accesa ușor, protejând în același timp confidențialitatea pacienților.

Septembrie

NIH a anunțat că tumorile pulmonare, cerebrale și ovariene (ale ovarului feminin) vor fi primele cancere cartografiate genomic de TCGA.

Octombrie

NIH a anunțat componentele TCGA: Centrele de Caracterizare a Genomului Cancerului și Centrul de Coordonare a Datelor.

Noiembrie

NHGRI a anunțat finanțarea a 3 centre de secvențiere genomică la scară largă. 

2007

Iunie

TCGA a anunțat că va acorda finanțări pentru susținerea dezvoltării tehnologiilor de caracterizare genomică.

A fost realizat primul flux de date de la Centrele de Caracterizare a Genomului Cancerului către Centrul de Coordonare a Datelor.

2008

Ianuarie

Echipa proiectului s-a reunit pentru a discuta prima versiune a Portalului de Date TCGA și a instrumentelor de analiză a datelor.

Aprilie

TCGA și-a actualizat politicile privind consimțământul informat.

Septembrie

A fost publicată o analiză intermediară a glioblastomului, care a identificat 3 căi de semnalizare esențiale.  

2009

Februarie

Datele privind cancerul ovarian au fost încărcate în Centrul de Coordonare a Datelor.

Martie

Centrul de Secvențiere Genomică a trecut de la secvențierea a 601 gene la tehnici de captură hibridă care vizau peste 6000 de gene și secvențe miRNA.

Iunie

Centrul de Secvențiere Genomică a început să folosească secvențierea de a doua generație, care producea date despre întregul exom și genom.

Septembrie

NIH a finanțat 7 Centre de Analiză a Datelor Genomice pentru integrarea și analiza volumelor mari de date de diverse tipuri produse de centrele de caracterizare.

2010

Septembrie

Susținut de Legea americană pentru redresare și reinvestire din 2009, NIH a extins TCGA pentru cartografierea a 20 de tipuri de cancer.

Decembrie

Datele TCGA cu acces deschis au fost puse pentru prima dată la dispoziție prin Portalul de Date al Consorțiului Internațional al Genomului Cancerului.

2011

Iulie

TCGA a publicat un articol despre cancerul ovarian.

Octombrie

TCGA a comunicat Centrelor de Caracterizare Genomică atingerea reperului 5000.

Noiembrie

Centrul de Secvențiere Genomică a susținut efortul de secvențiere TCGA printr-o nouă finanțare.

TCGA a organizat Primul Simpozion Științific Anual.

2012

Ianuarie

TCGA a creat Cancer Genomics Hub (CGHub) ca nouă resursă de date TCGA.

Iulie

A fost publicat un articol despre carcinomul colorectal, care arăta că tumorile colonului și rectului formează un subtip de cancer.

Septembrie

TCGA a publicat un articol despre cancerul pulmonar scuamos (cu celule plate), prezentând modificări genomice complexe și mutații recurente în gene, inclusiv TP53.

Octombrie

TCGA a publicat un articol despre cancerul mamar, prezentând asemănările moleculare cu cancerul ovarian.

Noiembrie

TCGA a organizat Al Doilea Simpozion Anual.

Decembrie

NCI a încheiat un contract pentru dezvoltarea Cloudului de Date Protejate TCGA, pentru a permite cercetătorilor să analizeze volume mari de date genomice într-un mediu cloud sigur.

2013

Mai

TCGA a publicat articole despre leucemia mieloidă acută și carcinomul endometrial.

Iunie

A fost publicat un articol despre carcinomul renal cu celule clare.

Octombrie

TCGA a publicat un studiu extins despre glioblastom, folosind date mai noi de secvențiere de generație nouă (NGS) în această cercetare.

A fost creat un grup de lucru pentru analiza Pan-Cancer, pentru colectarea datelor din mai multe tipuri de cancer și realizarea de studii.

Decembrie

TCGA a creat o colecție de probe care cuprindea peste 20000 de biospecimene reunite.

2014

Ianuarie

TCGA a publicat un articol despre cancerul vezical.

Mai

TCGA a organizat Al Treilea Simpozion Științific Anual.

Iunie

Au fost predate ultimele probe pentru caracterizarea genomică.

Iulie

TCGA a publicat articole despre adenocarcinomul pulmonar și adenocarcinomul gastric.

August

TCGA a publicat un articol despre carcinomul renal cromofob, o formă rară de cancer renal.

Octombrie

TCGA a publicat un articol despre carcinomul tiroidian papilar.

2015

Ianuarie

TCGA a publicat un articol despre carcinoamele scuamoase de cap și gât.

Mai

TCGA a publicat Al Patrulea Simpozion Științific Anual.

Iunie

TCGA a publicat un articol despre gliomul de grad scăzut și melanomul cutanat.

Octombrie

TCGA a publicat un articol despre carcinomul lobular invaziv, subtipul celui mai frecvent cancer mamar invaziv.

Directorii TCGA Jean C. Zenklusen și Carolyn Hutter au câștigat Premiul Publicului din cadrul Medaliilor Samuel J. Heyman pentru Servicii aduse Americii (Sammies) din 2015.

Noiembrie

TCGA a publicat un articol despre cancerul de prostată.

2016

Ianuarie

TCGA a publicat un articol despre carcinomul renal papilar.

Mai

TCGA a publicat un articol despre carcinomul adrenocortical, un cancer rar, și despre comparația dintre carcinomul pulmonar și carcinomul scuamos.

Iunie

NCI a creat Genomic Data Commons (GDC), un sistem unificat de date care urma să includă date genomice din TCGA și din alte programe și studii.

Iulie

Portalul de Date TCGA și CGHub au fost închise.

2017

Ianuarie

TCGA a publicat un articol despre cancerele esofagiene (ale esofagului) și cancerul de col uterin.

Februarie

TCGA a publicat un articol despre feocromocitoame și paraganglioame, tumori neuroendocrine rare.

Martie

TCGA a publicat articole despre carcinosarcomul uterin și colangiocarcinom.

Iunie

TCGA a publicat un articol despre carcinomul hepatocelular (hepatic).

August

TCGA a publicat articole despre adenocarcinomul ductal pancreatic și melanomul uveal (ocular).

Octombrie

TCGA a publicat un studiu extins despre cancerul vezical.

Noiembrie

TCGA a publicat un articol despre sarcomul țesuturilor moi.

2018

Februarie

TCGA a publicat un articol despre tumorile epiteliale timice.

Aprilie

TCGA a publicat o colecție de analize între tipuri de cancer care examinează în detaliu temele generale legate de cancer, folosind întregul set de date TCGA, intitulată „Atlasul Pan-Cancer”.

Iunie

TCGA a publicat un articol despre tumorile testiculare cu celule germinale.

TCGA a publicat un articol despre mezoteliom.

Septembrie

A fost organizat Simpozionul Cell despre Moștenirea TCGA: studii multi-omice în cancer (TCGA Legacy: Multli-Omic Studies in Cancer). Rețeaua de Analiză TCGA continuă să exploreze datele pentru noi progrese explicative.

2020

Februarie

Analiza pan-cancer a genomurilor complete (Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes, PCAWG), realizată prin colaborarea a peste 1300 de oameni de știință și medici din 37 de țări, s-a concretizat prin publicarea simultană în Nature și în revistele sale afiliate a 23 de articole științifice.

În urma acestei analize:

• Au fost identificate aproximativ cinci mutații driver în fiecare genom tumoral (în 5% nu exista nicio mutație driver).
• S-a constatat că majoritatea mutațiilor driver se află în regiunea codantă a genomului.
• Un „ceas molecular” poate identifica mutațiile care au apărut devreme în evoluția cancerului.
• Tiparele mutațiilor genetice pot ajuta la identificarea tipului de cancer (ceea ce îi poate ajuta pe medici să identifice un cancer cu sediu primar sau origine necunoscută).

Rezultatele și impactul Atlasului Genomului Cancerului

După colectarea și secvențierea ultimelor probe și încărcarea datelor, Genomic Data Commons (GDC) a devenit accesibil, iar TCGA s-a încheiat oficial în 2018. Totuși, Analiza pan-cancer a genomurilor complete (PCAWG), un produs al TCGA, a fost publicată în 2020. Acest program de amploare a influențat profund cercetarea cancerului. În plus, impactul proiectului continuă prin folosirea datelor în moduri diferite. TCGA a contribuit la evidențierea importanței genomicii cancerului, ne-a schimbat înțelegerea cancerului și a început să schimbe tratamentul clinic al bolii. Efectele proiectului se extind la tehnologiile medicale și științifice, biologia computațională și cercetările din multe alte domenii. În plus, setul uriaș de date produs și cu contribuția a peste 20 de mii de pacienți este oferit în acces deschis. Astfel, atât cercetătorii din program, cât și cei independenți care folosesc datele au realizat numeroase studii științifice.

Impactul Atlasului Genomului Cancerului:

• A aprofundat înțelegerea cancerului prin clasificarea și caracterizarea sa la nivel molecular
• A creat resurse bogate de date genomice pentru comunități largi de cercetare
• A sprijinit domeniul biologiei computaționale
• A contribuit la dezvoltarea tehnologiilor medicale și științifice
• A schimbat căile de tratament pentru pacienții cu cancer în practica clinică

Genomic Data Commons (GDC) găzduiește TCGA și alte seturi de date pe care oamenii de știință le pot accesa de oriunde. De asemenea, dispune de multe capacități îmbunătățite, care permit cercetătorilor să răspundă mai ușor la întrebări cu relevanță clinică mai mare.