Nowatorski model pokazuje, jak w histologicznie łagodnej tkance powstaje niestabilność genomowa

Nowatorski model pokazuje, jak w histologicznie łagodnej tkance powstaje niestabilność genomowa

Zrozumienie, które komórki powodują powstawanie jakich obszarów nowotworu, może poszerzyć wiedzę na temat wzrostu i rozwoju nowotworu, w tym jego zmian genetycznych w czasie. Było to możliwe dzięki nowej technice zwanej transkryptomią przestrzenną, która pozwala naukowcom zobaczyć, jakie zmiany genetyczne zachodzą bez niszczenia rozważanej tkanki. Dodaje to nowy wymiar, który badacze wykorzystali obecnie do ujawnienia, które komórki uległy mutacji i gdzie w ekosystemie narządu.

Obecne techniki badania genetyki komórek nowotworowych obejmują pobieranie próbki z obszaru nowotworowego i analizę DNA tych komórek. Problem polega na tym, że wiele nowotworów, np. rak prostaty, ma charakter trójwymiarowy, co oznacza, że ​​każda pojedyncza próbka zapewnia jedynie niewielką migawkę guza.

W nowym badaniu opublikowanym w czasopiśmie Nature i sfinansowanym przez Cancer Research UK naukowcy wykorzystali transkryptomię przestrzenną do stworzenia przekrojowej mapy całej prostaty, obejmującej obszary komórek zdrowych i nowotworowych. Grupując komórki według podobnej tożsamości genetycznej, ze zdziwieniem zauważyli obszary rzekomo zdrowej tkanki, które miały już wiele genetycznych cech charakterystycznych raka. Odkrycie to było zaskakujące zarówno ze względu na zmienność genetyczną w tkance, jak i dużą liczbę komórek, które można by uznać za zdrowe, ale zawierały mutacje zwykle identyfikowane z komórkami nowotworowymi.

Tkanka prostaty jest trójwymiarowa i podobnie jak w przypadku większości narządów, w których może rozwinąć się nowotwór, wciąż musimy się wiele dowiedzieć o tym, jakie zmiany komórkowe powodują raka i gdzie on się zaczyna. Jesteśmy prawie pewni, że zaczyna się od mutacji genetycznych.

Alastair Lamb, Wydział Nauk Chirurgicznych w Nuffield, Uniwersytet Oksfordzki

„Nigdy wcześniej nie dysponowaliśmy taką rozdzielczością, a to nowe podejście ujawniło kilka zaskakujących wyników. Odkryliśmy na przykład, że wiele zdarzeń dotyczących liczby kopii, które wcześniej uważaliśmy za szczególnie związane z rakiem, w rzeczywistości jest już obecnych w tkance łagodnej. Ma to poważne implikacje dla diagnozy, a potencjalnie także dla podjęcia decyzji, które części nowotworu wymagają leczenia”.

Profesor Joakim Lundeberg z Królewskiego Instytutu Technologii KTH powiedział: „Mapowanie tysięcy regionów tkanek w jednym eksperymencie to bezprecedensowe podejście do rozszyfrowania heterogeniczności nowotworów i ich mikrośrodowiska. Ten obraz o wysokiej rozdzielczości wpływa na sposób, w jaki postrzegamy złożone ekosystemy, np. zdolność do wykrywania wczesnych zdarzeń jest wyjątkowa i ekscytująca w przyszłości”.

Ponadto naukowcy przeanalizowali ponad 150 000 regionów w trzech tkankach prostaty, dwóch piersi, skórze, węzłach chłonnych i mózgu i opracowali algorytm umożliwiający śledzenie grup komórek z podobnymi zmianami genetycznymi – klonów – aż do ich dokładnej lokalizacji. Takie podejście pozwoliło im na zbliżenie się bezpośrednio do widocznej tkanki, przez mikroskopijne struktury wielokomórkowe i bezpośrednio do samych genów, przy jednoczesnym obserwowaniu ogólnego krajobrazu tkanki.

Źródło:

Uniwersytet Oksfordzki

Odniesienie:

Erickson, A. i in. (2022) Przestrzennie rozwiązane zmiany liczby kopii klonalnych w tkankach łagodnych i złośliwych. Natura. doi.org/10.1038/s41586-022-05023-2.

.