Atlas mutacji genetycznych wyjaśnia przyczyny rozwoju 30 najczęstszych nowotworów

Za każdy przypadek raka odpowiadają mutacje genetyczne. Oczywiście sama mutacja nie wystarczy, aby wywołać chorobę, ale pozostaje nadal "niezbędnym" punktem wyjścia. Inaczej mówiąc, jeżeli nie ma mutacji genetycznej, nie będzie raka, niezależnie od innych czynników.

Powszechnie wiadomo, że niektóre czynniki środowiskowe, takie jak palenie tytoniu i ekspozycja na promieniowanie ultrafioletowe lub azbest, powodują alteracje DNA i zwiększają ryzyko wystąpienia raka, ale bezpośrednio uszkodzone fragmenty genomu nie były nigdy systematycznie identyfikowane.

Ale dzięki wspólnej pracy kilkudziesięciu naukowców z całego świata, pod kierunkiem Ludmiła Aleksandrowa z Wellcome Trust Sanger Institute, powstał katalog profili genetycznych, które odpowiadają za powstawanie 30 najpowszechniejszych rodzajów raka.

Naukowcy przeanalizowali w sumie 4 938 362 mutacji zidentyfikowanych w 7 042 przypadków rozmaitych nowotworów, z których wyodrębnili za pomocą algorytmu 21 różnych sygnatur genetycznych, inaczej mówiąc genetycznych podpisów raka. Rezultaty tej gigantycznej pracy zostały opublikowane w Nature.
   
Należy pamiętać o kilku ważnych aspektach tego zagadnienia. Po pierwsze, dla wszystkich tych typów nowotworów konieczne są przynajmniej dwie takie sygnatury genetyczne, aby choroba mogła się rozwinąć. Tak dzieje się między innymi w przypadku raka jajników. Z drugiej strony, rak wątroby, podobnie jak niektóre nowotwory piersi, wymaga aż sześciu sygnatur genetycznych.
   
Większość tych sygnatur genetycznych lub kombinacji mutacji jest przyczyną różnych nowotworów. Na przykład słynne mutacje genów BRCA1 i BRCA2, związane z rakiem piersi, mają również wpływ na rozwój raka jajników i prostaty. Jednak istnieją też takie sygnatury genetyczne, które są dużo bardziej specyficzne i wywołują tylko określone typy nowotworów.
   
Najczęściej, bo aż w 60,7% próbek, odkryte alteracje genetyczne były związane z wiekiem pacjentów. Tak więc 25 z 30 tych nowotworów jest powodowanych procesem starzenia. Natomiast rzadko występujące nowotwory dziecięce wymagają najmniej mutacji DNA, aby mogły się rozwinąć. Na drugim końcu tej klasyfikacji znajdują się nowotwory wywołane przez promieniowanie UV lub substancje rakotwórcze, takie jak np. tytoń.
   
Badania te zdają się też potwierdzać rolę, jaką odgrywa rodzina enzymów zwanych APOBEC w występowaniu alteracji genomu. Normalnie białka te biorą udział w zwalczaniu infekcji wirusowych i niszczą molekuły zakaźne uszkadzając ich DNA. To jednak broń obosieczna, gdyż z czasem mogą one uszkodzić materiał genetyczny swojego gospodarza i sprzyjać powstawaniu nowotworów.
   
Enzymy te mogą być zaangażowane w proces nazywany przez naukowców kataegis. Są to silnie zmutowane obszary DNA. Profile takie są charakterystyczne dla większości nowotworów.
   
Dzięki tym danym naukowcy mogli prześledzić ukryte mechanizmy i przyczyny powstawania większości nowotworów. Z jednej strony badanie to pozwala na lepsze zrozumienie procesów związanych z rozwojem raka oraz kładzie nacisk na te działania organizmu, które mają na celu powstrzymanie niekontrolowanego podziału komórek. Z drugiej strony praca ta otwiera drogę do opracowania lepiej dopasowanych terapii spersonalizowanych, które są kluczowe dla poprawy rokowań u osób chorych na raka.