Podpis nowotworu odczytany z genów

To pierwsza tak szczegółowa mapa zmian w DNA związanych z najpowszechniej występującymi nowotworami. Zespół z Wellcome Trust Sanger Institute wspierany przez genetyków i onkologów z całego świata zbadał komórki pobrane od 7042 pacjentów. Odkryli 21 charakterystycznych zmian, których obecność przyczynia się do 97 proc. przypadków tej choroby.

Według badaczy efekty ich badań pozwolą skuteczniej zapobiegać nowotworom i przyczynią się do opracowania nowych terapii.

– To krok milowy w badaniach nad rakiem – mówi prof. Mike Stratton, dyrektor Wellcome Trust Sanger Institute. – Bardzo się cieszę z tych wyników. W tych danych, ukrytych w genach komórek nowotworowych, znajduje się odpowiedź na pytanie, co naprawdę powoduje raka. To przełomowe osiągnięcie w dziedzinie onkologii.

5 mln mutacji u ponad 7 tys. pacjentów zbadali naukowcy poszukujący genetycznych przyczyn raka

Komórkowy szok

Naukowcy podkreślają, że to, co my nazywamy „rakiem", to w rzeczywistości różne choroby wywoływane przez odmienne mutacje genetyczne. O części tych procesów wiemy doskonale – substancje zawarte w dymie tytoniowym powodują mutacje w komórkach płuc, które z kolei prowadzą do uruchomienia procesów nowotworowych. Promienie ultrafioletowe wywołują mutacje w komórkach skóry, co prowadzi do powstania np. czerniaka. Część mutacji związana jest ze starzeniem się. A o części tych zmian nauka nie jest w stanie powiedzieć nic.

A przynajmniej dotąd nie była w stanie, bo badania brytyjskich specjalistów, obejmujące 30 odmian nowotworów, przybliżają nas do rozwiązania tej zagadki.

– Wiemy, jakie są konsekwencje tych mutacji. Ale o tym, jakie są ich przyczyny, co wywołuje te mutacje, mamy wiedzę tylko bardzo ogólną – wyjaśnia prof. Stratton.

– Zidentyfikowaliśmy większość mutacji, które mogą wyjaśnić genetyczne przyczyny powstawania raka u tych pacjentów – podkreśla Ludmil Alexandrov, główny autor badań, które publikuje nowe wydanie magazynu „Nature".

Badacze odkryli, że wszystkie nowotwory „mają" dwie lub więcej spośród wykrytych mutacji. Na przykład rak jajników „potrzebuje" do zaistnienia dwóch. Tyle samo rak szyjki macicy. Rak wątroby czy żołądka wymagają już sześciu.

Część tych charakterystycznych procesów otwierających drzwi chorobie powtarza się dla wielu odmian raka. Najpowszechniejsze są te związane ze starzeniem się – zidentyfikowano je w 26 typach raka. Inne stanowią podstawę tylko dla niektórych – na przykład promieniowanie ultrafioletowe wywołuje zmiany u ludzi z czerniakiem oraz nowotworami głowy i szyi.

Ślepe enzymy

Wady związane z mechanizmem naprawy DNA (prawdopodobnie wynikające z mutacji w genach BRCA1 i BRCA2) odpowiadają za raka piersi i jajników, ale również mają swój udział w powstawaniu raka trzustki.

– To ważny krok w kierunku zrozumienia, co naprawdę sprawia, że pojawia się nowotwór – tłumaczy jego koleżanka Serena Nik-Zainal. – Teraz możemy zacząć badać tę masę informacji zakopanych w DNA raka i wykorzystać je do naszych celów.

Badacze odkryli również, że w przypadku 18 typów nowotworów pewną rolę mogą odgrywać enzymy, które... mają nas chronić przed wirusami. Kiedy nasze organizmy są atakowane przez wirusy, aktywują się białka, których zadaniem jest wprowadzenie do intruzów takich zmian, by stały się nieszkodliwe.

– Myślimy, że kiedy to się dzieje, enzymy działają jak broń obosieczna. Wywołują mutacje chorobotwórczych wirusów, jak i własnych komórek, a wtedy bardzo rośnie ryzyko pojawienia się nowotworu – tłumaczy prof. Stratton.

Zagadki pozostają

Nie wszystko jest jednak jasne. Na przykład naukowcy nie wiedzą, dlaczego w przypadku niektórych nowotworów dochodzi do istnej powodzi zmian w niewielkich fragmentach genomu. Na przykład przy raku piersi mały fragment DNA jest wręcz upstrzony mutacjami. Być może to efekt działania wspomnianych enzymów, ale pewności nie ma.

Co więcej, o naturze części procesów prowadzących do mutacji nowotworowych badacze nie mają wiele do powiedzenia. Spośród 21 opisywanych w „Nature" mechanizmów tylko 11 da się przypisać znanym czynnikom (to m.in. wiek, enzymy, mutacje w genach BRCA, palenie, promieniowanie ultrafioletowe, mutacje białek układu odpornościowego). O reszcie – prawie połowie najczęściej występujących – nie wiemy nic.

– O większości czynników nie mamy pojęcia – komentuje w BBC prof. Nic Jones z Cancer Research UK. – Zrozumienie, co się dzieje, zanim powstanie rak, pozwoli nam opracować nowe metody walki z tymi chorobami.