Nieuw model laat zien hoe genomische instabiliteit ontstaat in histologisch goedaardig weefsel

Nieuw model laat zien hoe genomische instabiliteit ontstaat in histologisch goedaardig weefsel

Inzicht in welke cellen aanleiding geven tot welke kankergebieden kan ons begrip verbeteren van hoe een tumor groeide en zich ontwikkelde, inclusief hoe deze in de loop van de tijd genetisch veranderde. Dit werd mogelijk gemaakt door een nieuwe techniek genaamd ruimtelijke transcriptomics, waarmee wetenschappers kunnen zien welke genetische veranderingen plaatsvinden zonder het betreffende weefsel af te breken. Dit voegt een nieuwe dimensie toe die onderzoekers nu hebben gebruikt om te onthullen welke cellen zijn gemuteerd en waar in het ecosysteem van een orgaan.

De huidige technieken voor het bestuderen van de genetica van cellen in tumoren omvatten het nemen van een monster uit het kankergebied en het analyseren van het DNA van die cellen. Het probleem is dat veel vormen van kanker, zoals prostaatkanker, driedimensionaal zijn, wat betekent dat elk afzonderlijk monster slechts een kleine momentopname van de tumor oplevert.

In een nieuwe studie gepubliceerd in Nature en gefinancierd door Cancer Research UK, gebruikten onderzoekers ruimtelijke transcriptomics om een ​​dwarsdoorsnedekaart te maken van een hele prostaat, inclusief gebieden met gezonde cellen en kankercellen. Door cellen te groeperen op basis van een vergelijkbare genetische identiteit, waren ze verrast om gebieden met zogenaamd gezond weefsel te zien die al veel van de genetische kenmerken van kanker vertoonden. Deze bevinding was verrassend vanwege de genetische variabiliteit binnen het weefsel en vanwege het grote aantal cellen dat als gezond zou worden beschouwd, maar mutaties bevatte die normaal gesproken met kankercellen worden geïdentificeerd.

Prostaatweefsel is driedimensionaal en net als de meeste organen die kanker kunnen ontwikkelen, moeten we nog veel leren over welke cellulaire veranderingen kanker veroorzaken en waar het begint. We zijn er vrij zeker van dat het begint met genetische mutaties.”

Alastair Lamb, Nuffield Department of Surgical Sciences, Universiteit van Oxford

"We hebben dit resolutieniveau nog nooit eerder beschikbaar gehad en deze nieuwe aanpak heeft een aantal verrassende resultaten opgeleverd. We hebben bijvoorbeeld ontdekt dat veel van de kopieaantalgebeurtenissen waarvan we eerder dachten dat ze specifiek verband hielden met kanker, feitelijk al aanwezig zijn in goedaardig weefsel. Dit heeft grote gevolgen voor de diagnose en mogelijk ook voor de beslissing welke delen van een kanker moeten worden behandeld."

Professor Joakim Lundeberg van het KTH Royal Institute of Technology zei: "Het in kaart brengen van duizenden weefselregio's in één enkel experiment is een ongekende benadering om de heterogeniteit van tumoren en hun micro-omgeving te ontcijferen. Deze weergave met hoge resolutie beïnvloedt de manier waarop we naar complexe ecosystemen kijken, zoals het vermogen om vroege gebeurtenissen te detecteren is speciaal voor de spannende toekomst."

Daarnaast analyseerden de onderzoekers meer dan 150.000 regio's in drie prostaat-, twee borst-, huid-, lymfeklier- en hersenweefsels en ontwikkelden ze een algoritme om groepen cellen met vergelijkbare genetische veranderingen - klonen - naar hun precieze locatie te volgen. Deze aanpak stelde hen in staat rechtstreeks vanuit zichtbaar weefsel in te zoomen, via microscopische meercellige structuren, en rechtstreeks in de genen zelf, terwijl ze het algehele landschap van het weefsel in de gaten hielden.

Bron:

Universiteit van Oxford

Referentie:

Erickson, A. et al. (2022) Ruimtelijk opgeloste veranderingen in het aantal klonale kopieën in goedaardige en kwaadaardige weefsels. Natuur. doi.org/10.1038/s41586-022-05023-2.

.