Междисциплинарное исследование закладывает основу для прогнозирования распространения рака костей
Боль в костях. Боль в суставах. Опухоль костей. Это симптомы, которые около 1000 человек в Соединенных Штатах начинают чувствовать каждый год незадолго до того, как им ставят диагноз остеосаркомы, типа рака, который начинается в костях. Хотя остеосаркома может развиться в любом возрасте, примерно половина диагностированных случаев приходится на детей и подростков.
РЕКЛАМА
Новое междисциплинарное исследование уделяет особое внимание этому редкому виду рака костей , в частности, вероятности метастазирования или распространения на другие части тела.
Иртиша Сингх, доктор философии, доцент Медицинского колледжа Техасского университета A&M, и Джейсон Т. Юстейн, доктор медицины, доктор философии, профессор Института рака Уиншипа и Центра рака и заболеваний крови Aflac в Университете Эмори, объединили свои усилия и совместный опыт для изучения рака на молекулярном уровне. Их выводы опубликованы в журнале Molecular Cancer Research .
Сингх объяснил, что у каждого человека есть уникальный набор генов, каждый из которых вносит свой вклад в различные уровни экспрессии генов. Эта вариация позволяет клеткам в разных частях тела выполнять различные функции.
«Клетки в крови и клетки в коже выполняют совершенно разные функции, а это значит, что, хотя у них одинаковая ДНК, они экспрессируют совершенно разный набор генов», — сказал Сингх.
С помощью этого исследования Сингх и Юстейн стремятся выяснить, почему некоторые клетки становятся раковыми и метастазируют, а другие — нет, даже если они становятся раковыми. Команда считает, что различия в эпигенетических состояниях влияют на экспрессию генов и, таким образом, играют ключевую роль в поведении рака. Нарушение регуляции клеток, вызванное этими эпигенетическими изменениями , по-видимому, лежит в основе этого поведения.
Ранние данные свидетельствуют о том, что определенные эпигенетические состояния и профили экспрессии генов могут указывать на вероятность метастазирования опухоли даже на ранних стадиях, прежде чем традиционные методы смогут обнаружить такие риски. Это исследование предлагает многообещающий путь для раннего прогнозирования метастатического потенциала, что может позволить проводить целенаправленные вмешательства для пациентов.
Юстейн осмотрел пациентов с остеосаркомой в клинике. У подгруппы пациентов с остеосаркомой на момент постановки диагноза наблюдались обнаруживаемые метастазы рака. Это привело команду к мысли, что в эпигенетическом ландшафте опухолей, которые демонстрировали признаки метастазирования, есть что-то принципиально отличающееся от опухолей, которые не метастазировали. Поэтому Юстейн начал изучать образцы на самом базовом уровне.
«Он взял эти биопсии и создал полученные от пациентов ксенотрансплантаты, а затем мы пошли дальше и провели эпигенетическое профилирование и профилирование экспрессии генов этих образцов», — сказал Сингх. «Затем мы сравнили, чтобы увидеть, видим ли мы какие-то фундаментальные изменения в двух группах пациентов».
Команда обнаружила, что эпигенетическое состояние клеток играет важную роль в определении экспрессии генов и, следовательно, вероятности метастазирования опухолей. Сингх объяснил, что «включение» гена зависит от того, как упакована ДНК. Когда ДНК плотно обернута вокруг белков, называемых гистонами, гены остаются выключенными. Но если гистоновые белки имеют определенные химические модификации или эпигенетические состояния, она становится более свободной и ее легче читать.
Эти изменения позволяют клетке включать эти гены и производить из них РНК, которые затем преобразуются в белки. Это позволяет генам, способствующим метастазированию, экспрессироваться и заставлять некоторые опухолевые клетки метастазировать. Изменения в этих клетках делают их принципиально отличными от других опухолей, которые не метастазируют, что может позволить врачам-практикам когда-нибудь предсказывать метастазы до того, как они появятся.
«Для меня ключевым моментом в этом исследовании стало то, что обычно мы думаем о раке, особенно о тех, которые дают метастазы, так: у всех пациентов один и тот же тип рака, а затем каким-то образом определенные клетки приобретают особые способности перемещаться из первичного очага, и тогда происходит метастазирование», — сказал Сингх.
«Но в результате этого исследования выяснилось, что на фундаментальном уровне первичные опухоли остеосаркомы сильно отличаются, поэтому, возможно, даже заранее можно сказать, будут ли у этих пациентов метастазы или нет».
В отличие от других видов рака, показатели выживаемости при остеосаркоме не значительно улучшились за последние 20–30 лет, особенно у пациентов с метастатическим заболеванием, поэтому Сингх считает, что это исследование так важно. Будущие исследования будут сосредоточены на том, как перевести эти результаты в сторону выявления лучших методов лечения для пациентов с метастазами или тех, кто находится в группе риска по развитию метастатической остеосаркомы.
Команда работает над расширением этого исследования, изучая другие типы сарком, такие как рабдомиосаркома — рак, тесно связанный с остеосаркомой .