Studien identifierar genmutationer som påverkar strålningsmotstånd och känslighet

Studien identifierar genmutationer som påverkar strålningsmotstånd och känslighet

En ny studie från Northwestern Medicine identifierar vanliga och sällsynta genmutationer som påverkar strålningsmotstånd och känslighet, ett viktigt steg mot mer personlig och effektiv strålbehandling för cancerpatienter.

Till skillnad från nyare riktade läkemedelsterapier som styrs av genomik av en persons cancer, fortsätter strålbehandling att levereras med hjälp av generiska scheman och doser.

"Avsaknaden av inkludering av genetiska data i strålbehandling är ett betydande otillfredsställt kliniskt behov", säger motsvarande författare Dr. Mohamed Abazeed, docent i strålningsonkologi vid Northwestern University Feinberg School of Medicine och strålningsonkolog i Northwestern Medicine.

"Denna information kommer i slutändan att göra det möjligt för oss att bättre kalibrera stråldosen till patienter på kliniken," sa Abazeed. "Vi kan ge högre doser till mer resistenta tumörer baserat på deras genetiska mutationer och lägre doser till mer känsliga cancerformer, vilket gör att vi både kan förbättra behandlingens effektivitet och minska toxiciteten. Resultaten accelererar ett nytt paradigm inom strålterapiområdet."

Studien publicerades nyligen i Clinical Cancer Research.

Genom att studera tumörer från 27 olika cancertyper profilerade forskare 92 gener med 400 unika mutationer och bestämde dessa geners inverkan på strålningssvaret.

De utvecklade en beräkningsalgoritm som nominerade mutationer i gener som sannolikt skulle påverka känsligheten för strålning. Forskare testade dessa mutationer genom att introducera dem i flera mänskliga celler och bedömde deras effekter med hjälp av fenotypisk profilering med hög volym.

Cancergenomik sporrade "silver bullet" droger; Strålbehandling är mer komplex

"Cancergenomik har revolutionerat behandlingen av cancerpatienter ur ett läkemedelsperspektiv under det senaste decenniet", säger Abazeed, också medledare för lungcancerprogrammet vid Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center vid Northwestern University. "Om du hittar rätt mutation i en patients tumör, finns det nu en mängd olika läkemedel som selektivt kan rikta in sig på den mutationen och därför den tumören."

"Men strålterapi har inte kunnat dra nytta av denna nu lättillgängliga genetiska information eftersom relationen mellan cancergenomet och vår terapi är mer komplex. Det finns många gener som reglerar svaret på strålning i mänskliga tumörer. Det kräver storskaliga projekt som vårt för att reta ut denna komplexitet och identifiera genmål som är kliniskt genomförbara."

Närmar sig kliniken

Genetik och genomik e-bok

Sammanställning av de bästa intervjuerna, artiklarna och nyheterna från det senaste året. Ladda ner en kopia idag

Abazeed och kollegor testade olika doser av strålbehandling baserat på mutationen i "patientavatarer", mänskliga tumörer som odlats direkt i möss.

"Våra strategier verkar fungera på en delmängd av de mål vi identifierat," sa Abazeed. Nästa steg blir en klinisk prövning som testar olika doser av strålning eller kombinationer av strålning med andra läkemedel baserat på de genetiska förändringarna i enskilda tumörer.

Kan vi använda denna information för att skydda människor från miljöstrålning?

Resultaten ger också viktiga insikter om samspelet mellan det mänskliga arvsmassan och strålning i relation till miljöexponering för strålning.

Vi utsätts alla för relativt låga nivåer av bakgrundsstrålning genom marken, luften, vissa byggmaterial och vår mat. Astronauter och framtida rymdresenärer kan utsättas för betydande kosmisk strålning. Det finns också risk för oavsiktlig strålningsexponering från en större kärnkraftsolycka eller krig. Att förstå samspelet mellan våra gener och strålningsexponering är grundläggande för både vår evolution och vår överlevnad som art."

Dr. Mohamed Abazeed, docent i strålningsonkologi, Northwestern University Feinberg School of Medicine

Abazeed och hans team studerar hur man kan ändra genaktivitet för att skapa större motståndskraft mot strålning när en person utsätts för strålning från omgivningen, och senare vända dessa ingrepp för att förhindra oförutsedda effekter på människors hälsa, inklusive oro för utvecklingen av cancer.

"Det finns potentiella alternativ att ge någon ett läkemedel under en kort tidsperiod för att aktivera en gen som ger radioresistens, och sedan ta bort läkemedlet och återställa genaktiviteten tillbaka till baslinjen," sa han.

Andra Northwest-författare inkluderar Priyanka Gopal, Titas Bera, Trung Hoang och Alexandru Buhimschi.

Forskningen stöddes av anslag R37CA222294 och P30CA060553 från National Cancer Institute of the National Institutes of Health.

Källa:

Northwestern University

Hänvisning:

Gopal, P., et al. (2022) Det mutationella landskapet för cancerkänslighet för joniserande strålning. Klinisk cancerforskning. doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-22-1914.

.