De studie identificeert genmutaties die de stralingsweerstand en gevoeligheid beïnvloeden

De studie identificeert genmutaties die de stralingsweerstand en gevoeligheid beïnvloeden

Een nieuwe studie van Northwestern Medicine identificeert veel voorkomende en zeldzame genmutaties die de stralingsweerstand en -gevoeligheid beïnvloeden, een belangrijke stap in de richting van meer gepersonaliseerde en effectieve bestralingstherapie voor kankerpatiënten.

In tegenstelling tot nieuwere gerichte medicijntherapieën die zich laten leiden door de genomica van de kanker van een persoon, wordt bestralingstherapie nog steeds toegediend met behulp van generieke schema's en doseringen.

“Het gebrek aan opname van genetische gegevens bij bestralingsbehandeling is een aanzienlijke onvervulde klinische behoefte”, zegt overeenkomstige auteur Dr. Mohamed Abazeed, universitair hoofddocent radiotherapie-oncologie aan de Northwestern University Feinberg School of Medicine en radiotherapeut-oncoloog Northwestern Medicine.

“Deze informatie zal ons uiteindelijk in staat stellen de stralingsdosis voor patiënten in de kliniek beter af te stemmen”, aldus Abazeed. "We kunnen hogere doses geven aan meer resistente tumoren op basis van hun genetische mutaties en lagere doses aan gevoeliger kankersoorten, waardoor we zowel de werkzaamheid van de behandeling kunnen verbeteren als de toxiciteit kunnen verminderen. De resultaten versnellen een nieuw paradigma op het gebied van bestralingstherapie."

De studie is onlangs gepubliceerd in Clinical Cancer Research.

Door tumoren van 27 verschillende soorten kanker te bestuderen, profileerden onderzoekers 92 genen met 400 unieke mutaties en bepaalden ze de invloed van deze genen op de stralingsrespons.

Ze ontwikkelden een computeralgoritme dat mutaties nomineerde in genen die waarschijnlijk de gevoeligheid voor straling beïnvloeden. Wetenschappers hebben deze mutaties getest door ze in meerdere menselijke cellen te introduceren en de effecten ervan beoordeeld met behulp van grootschalige fenotypische profilering.

Kankergenomica leidde tot ‘zilveren kogel’-medicijnen; Radiotherapie is complexer

“Kankergenomica heeft de afgelopen tien jaar een revolutie teweeggebracht in de behandeling van kankerpatiënten vanuit medicijnperspectief”, zegt Abazeed, tevens medeleider van het longkankerprogramma van het Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center van de Northwestern University. “Als je de juiste mutatie in de tumor van een patiënt vindt, zijn er nu verschillende medicijnen die zich selectief op die mutatie en dus op die tumor kunnen richten.”

"Maar bestralingstherapie heeft niet kunnen profiteren van deze nu direct beschikbare genetische informatie, omdat de relatie tussen het kankergenoom en onze therapie complexer is. Er zijn veel genen die de reactie op bestraling in menselijke tumoren reguleren. Het vereist grootschalige projecten zoals de onze om deze complexiteit te ontrafelen en gendoelen te identificeren die klinisch uitvoerbaar zijn."

We naderen de kliniek

Genetica en genomica eBook

Compilatie van de beste interviews, artikelen en nieuws van het afgelopen jaar. Download vandaag nog een exemplaar

Abazeed en collega's testten verschillende doses bestralingstherapie op basis van de mutatie in 'patiëntavatars', menselijke tumoren die rechtstreeks in muizen werden gekweekt.

“Onze strategieën lijken te werken aan een subset van de doelen die we hebben geïdentificeerd,” zei Abazeed. De volgende stap zal een klinische proef zijn waarbij verschillende stralingsdoses of combinaties van straling met andere medicijnen worden getest op basis van de genetische veranderingen in individuele tumoren.

Kunnen we deze informatie gebruiken om mensen te beschermen tegen omgevingsstraling?

De resultaten bieden ook belangrijke inzichten in de interacties tussen het menselijk genoom en straling in relatie tot blootstelling aan omgevingsstraling.

We worden allemaal blootgesteld aan relatief lage niveaus van achtergrondstraling via de bodem, de lucht, sommige bouwmaterialen en ons voedsel. Astronauten en toekomstige ruimtereizigers kunnen worden blootgesteld aan aanzienlijke kosmische straling. Er bestaat ook de mogelijkheid van accidentele blootstelling aan straling als gevolg van een groot nucleair ongeval of oorlog. Het begrijpen van de interacties tussen onze genen en blootstelling aan straling is van fundamenteel belang voor zowel onze evolutie als ons voortbestaan ​​als soort.”

Dr. Mohamed Abazeed, universitair hoofddocent radiotherapie-oncologie, Northwestern University Feinberg School of Medicine

Abazeed en zijn team bestuderen hoe ze de genactiviteit kunnen veranderen om een ​​grotere weerstand tegen straling te creëren wanneer een persoon wordt blootgesteld aan omgevingsstraling, en deze interventies later ongedaan kunnen maken om onvoorziene effecten op de menselijke gezondheid te voorkomen, waaronder zorgen over de ontwikkeling van kanker.

“Er zijn mogelijke opties om iemand voor een korte periode een medicijn te geven om een ​​gen te activeren dat radioresistentie verleent, en vervolgens het medicijn te verwijderen en de genactiviteit terug te zetten naar de basislijn,” zei hij.

Andere Noordwest-auteurs zijn onder meer Priyanka Gopal, Titas Bera, Trung Hoang en Alexandru Buhimschi.

Het onderzoek werd ondersteund door subsidies R37CA222294 en P30CA060553 van het National Cancer Institute van de National Institutes of Health.

Bron:

Noordwestelijke Universiteit

Referentie:

Gopal, P., et al. (2022) Het mutatielandschap van de gevoeligheid van kanker voor ioniserende straling. Klinisch kankeronderzoek. doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-22-1914.

.