Išplėstinė programinės įrangos priemonė atskleidžia naujus vėžį skatinančius genus

Išplėstinė programinės įrangos priemonė atskleidžia naujus vėžį skatinančius genus

Pažangi programinė įranga, skirta analizuoti DNR sekas iš naviko mėginių, atrado galimus naujus vėžį skatinančius genus, atlikus tyrimą, kurį vedė Weill Cornell Medicine mokslininkai.

Tyrime, paskelbtame rugsėjo 26 d. „Nature Communications“, mokslininkai sukūrė programinę įrangą, žinomą kaip CSVDriver, kad būtų galima nustatyti ir analizuoti didelių mutacijų, vadinamų struktūriniais variantais (SV), vietas naviko DNR duomenų rinkiniuose. Tada jie pritaikė įrankį 2382 genomų iš 32 skirtingų vėžio tipų duomenų rinkiniui ir išanalizavo vėžio genomus iš skirtingų organų sistemų atskirai. Rezultatai patvirtino 47 genų galimą vėžį skatinantį vaidmenį, kai kuriuos iš jų pirmą kartą preliminariai susiejo su specifinėmis vėžio formomis ir nurodė 26 kitus genus, kurie gali sukelti vėžį, nors anksčiau jie niekada nebuvo susiję su vėžiu.

„Mūsų rezultatai rodo, kad CSVDriver gali būti labai naudingas vėžio tyrimų bendruomenei, nes suteiks naujų įžvalgų apie vėžio evoliuciją ir galimus naujus tikslus“, – sakė tyrimo vadovė dr. Ekta Khurana, fiziologijos ir biofizikos docentė bei Vėžio genetikos ir epigenetikos programos viena iš Weill Cornell vėžio medicinos centro direktorių.

Pirmasis tyrimo autorius buvo dr. Alexanderis Martinezas-Fundičelis, Weill Cornell medicinos fiziologijos ir biofizikos dėstytojas ir Khurana laboratorijos narys.

Vėžys paprastai atsiranda ir progresuoja iki didesnio piktybinio naviko, kai vienoje ląstelėje įvyksta DNR mutacijos, kurios veiksmingai pašalina arba panaikina įprastus ląstelių dalijimosi stabdžius. Vėžio biologai per pastaruosius kelis dešimtmečius surašė šimtus šių vėžį sukeliančių mutacijų, o daugelis dabar yra gydymo vaistais tikslais. Tačiau vėžį sukeliančių mutacijų atradimas toli gražu nėra baigtas.

Didžioji dauguma vėžio ląstelių mutacijų nėra varomosios mutacijos. Tai vadinamosios keleivinės arba foninės mutacijos, kurios neskatina naviko augimo ar išgyvenimo. Šios keleivių mutacijos yra pasklidusios visame genome, todėl gali būti sunku atskirti vairuotojo mutacijas tarp viso šio „foninio triukšmo“. Tyrėjai padarė didelę pažangą rūšiuodami vairuotojus ir keleivius pagal paprasčiausią DNR mutacijų klasę, taškines mutacijas, dar žinomas kaip vieno nukleotido variantai. Tačiau jie padarė mažesnę pažangą SV, kurios yra didesnės, sudėtingesnės mutacijos, įskaitant delecijas ir papildomas kartais ilgų DNR segmentų kopijas.

Naujajame tyrime mokslininkai sukūrė CSVDriver, kad analizuotų SV duomenų rinkinius vėžio genomuose, kad atskleistų galimus vėžio sukėlėjus.

Bendra idėja buvo modeliuoti foninių mutacijų pasiskirstymą, kurio tikėtume esant tam tikram vėžio tipui, ir tada, kaip galimas vairuotojų vietas, nustatyti regionus, kuriuose mutacijos vyksta dažniau nei tikėtasi daugeliui pacientų.

Dr. Alexander Martinez-Fundičhely, Weill Cornell medicinos fiziologijos ir biofizikos dėstytojas

Genetika ir genomika e-knyga

Populiariausių praėjusių metų interviu, straipsnių ir naujienų rinkinys. Atsisiųskite kopiją šiandien

CSVDriver yra pažanga, palyginti su ankstesnėmis pastangomis šioje srityje, nes ji modeliuoja numatomą SV foną taip, kad būtų atsižvelgta į specifinius audinių veiksnius, kurie gali turėti įtakos šiam fonui, pavyzdžiui: B. trimatis DNR lankstymas.

Apskritai analizė nustatė, kad dideliame SV duomenų rinkinyje yra 53 baltymus koduojantys genai, trys DNR segmentai, koduojantys reguliuojančias RNR, ir 24 vietos, žinomos kaip „stiprintuvai“, nes jos pritraukia transkripcijos faktoriaus baltymus, kurie padidina kitų genų aktyvumą. Daugelis šių įtariamųjų jau buvo žinomi kaip vėžio sukėlėjai iš ankstesnių tyrimų, todėl rezultatai patvirtino algoritmą šiuo atžvilgiu.

Tačiau „CSVDriver“ taip pat parodė savo, kaip atradimo įrankio, vertę, atskleidė kai kuriuos žinomus su vėžiu susijusius genus, kurie gali sukelti vėžį, su kuriuo jie anksčiau nebuvo susiję, pavyzdžiui, geną DMD sergant stemplės vėžiu ir NF1 sergant kiaušidžių vėžiu. Be to, rezultatai taip pat išryškino 26 genus, kurie anksčiau nebuvo susiję su vėžiu, kaip tikėtinus vėžio sukėlėjus.

„Tai yra išvados, kurias galima įvertinti atliekant tolesnius šlapiosios laboratorijos ir gyvūnų modelių tyrimus, siekiant ištirti šių genų mutacijų poveikį, o tai savo ruožtu gali paskatinti naujų vėžio gydymo metodų, skirtų šioms mutacijoms, kūrimą“, – sakė dr.

Dauguma tyrime analizuotų genomų buvo iš pirminio vėžio, tačiau Dr. Khurana ir Martinez-Fundihely bei jų kolegos dabar planuoja naudoti CSVDriver, kad atskleistų pažengusio, metastazavusio vėžio sukėlėjus, dėl kurių prognozės yra blogiausios ir kurio gydymo būdai yra nedaug.

Šaltinis:

Weill-Cornell vaistas

Nuoroda:

Martinez-Fundičhely, A. ir kt. (2022) Modeliuojamas audinių specifinis lūžio taško artumas struktūriniams skirtumams iš viso genomo, siekiant nustatyti vėžį sukeliančius veiksnius. Gamtos bendravimas. doi.org/10.1038/s41467-022-32945-2.

.