58 νέες μεταλλάξεις του καρκίνου ανακάλυψαν σε μελέτη του Cambridge University

Επιστήμονες από το Cambridge University και το Cambridge University Hospitals ανέλυσαν μεταλλακτικές υπογραφές 18.640 καρκίνων, της μεγαλύτερης μέχρι σήμερα ομάδας δειγμάτων που έχουν αλληλουχηθεί με ολικό γονιδίωμα. Πολλές υπογραφές εντοπίστηκαν που δεν είχαν αναφερθεί προηγουμένως.

Η προσπάθεια απαίτησε να αξιοποιηθούν μεθοδολογικές εξελίξεις, επιτρέποντας τη διεύρυνση της γνώσης. Συγκεκριμένα, οι ερευνητές ανακάλυψαν 58 νέες μεταλλάξεις που προσφέρουν στοιχεία για τις αιτίες των καρκίνων. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο Science.

 Η σημασία τους

Οι μεταλλακτικές υπογραφές – αποτυπώματα των διαδικασιών βλάβης και επιδιόρθωσης του DNA που έχουν λειτουργήσει κατά τη διάρκεια της καρκινογένεσης – παρέχουν πληροφορίες για τα περιβαλλοντικά και ενδογενή αίτια του καρκίνου κάθε ασθενούς. Οι μελέτες αλληλούχισης του γονιδιώματος του καρκίνου επιτρέπουν τη διερεύνηση των μεταλλακτικών υπογραφών. Ερευνήσαμε έναν πολύ μεγάλο αριθμό καρκίνων με αλληλουχία ολόκληρου γονιδιώματος πολλών τύπων όγκων, σημαντικά περισσότερους από ό,τι σε προηγούμενες προσπάθειες, για να ενισχύσουμε συνολικά την κατανόηση των μεταλλακτικών υπογραφών.

Οι ερευνητές  εστίασαν και ανέλυσαν μεταλλακτικές υπογραφές 12.222 καρκίνων με αλληλουχία ολικού γονιδιώματος που συλλέχθηκαν προοπτικά μέσω της Εθνικής Υπηρεσίας Υγείας (NHS) του Ηνωμένου Βασιλείου για το πρόγραμμα 100.000 γονιδιωμάτων. Ακολούθως, προσδιόρισαν υπογραφές υποκατάστασης μίας βάσης (SBS) και υπογραφές υποκατάστασης διπλής βάσης (DBS) ανεξάρτητα σε κάθε όργανο. Αξιοποιώντας αυτή την ασυνήθιστα μεγάλη κοορτή, ανέπτυξαν μια μέθοδο για την ενίσχυση της διάκρισης των κοινών μεταλλακτικών διαδικασιών από τις σπάνιες, χαμηλότερης συχνότητας μεταλλαξιγόνες διαδικασίες. Ακόμη επικύρωσαν τα ευρήματά εκτελώντας ανεξάρτητα αναλύσεις με δεδομένα από δύο δημόσια διαθέσιμες κοορτές. Μάλιστα, συνέκριναν και αντιπαρέβαλλαν τις υπογραφές που προέκυψαν ανεξάρτητα από τους συγκεκριμένους ιστούς και εκτελώντας ανάλυση ομαδοποίησης για την ενοποίηση μεταλλακτικών υπογραφών από διαφορετικούς ιστούς που θα μπορούσαν να οφείλονται σε παρόμοιες διαδικασίες.

Σε όλα τα όργανα, οι ερευνητές ομαδοποιήσαν όλες τις υπογραφές που αφορούν συγκεκριμένους ιστούς για να εξακριβώσουν μεταλλακτικές διεργασίες που ήταν ισοδύναμες αλλά συνέβαιναν σε διαφορετικούς ιστούς (δηλαδή, υπογραφές αναφοράς). Συνολικά, οι επιστήμονες έλαβαν 82 υπογραφές αναφοράς SBS υψηλής εμπιστοσύνης και 27 υπογραφές αναφοράς DBS υψηλής εμπιστοσύνης. Τις συνέκριναν με υπογραφές μεταλλάξεων που είχαν αναφερθεί προηγουμένως, αποκαλύπτοντας 40 και 18 υπογραφές SBS και DBS που δεν είχαν αναγνωριστεί προηγουμένως, αντίστοιχα.

Στη συνέχεια ανέπτυξαν έναν αλγόριθμο που ονομάζεται Signature Fit Multi-Step (FitMS), ο οποίος αναζητά υπογραφές σε νέα δείγματα, αξιοποιώντας παράλληλα τα πρόσφατα ευρήματά μας. Σε ένα πρώτο βήμα, ο FitMS ανιχνεύει κοινές, ειδικές για κάθε όργανο υπογραφές- σε ένα δεύτερο βήμα, προσδιορίζει εάν υπάρχει επίσης μια πρόσθετη σπάνια υπογραφή.