Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • moskalev
  • Био/​мол/​текст
  • Vitacoin

Лейкоз и эпигенетика

Эпигенетический анализ поможет в борьбе с лейкозом

Лина Медведева, ХХ2 век

Разработанный недавно исследователями медицинского факультета Корнеллского университета (Weill Cornell Medicine) и Нью-Йоркского центра генома (New York Genom Center, NYGC) набор инструментов позволяет отслеживать молекулярную эволюцию рака. С его помощью учёные способны лучше понять, как возникают и распространяются онкологические заболевания в организме и как рак реагирует на различные методы лечения.

Подход, описанный в статьях в Nature и Nature Communications, позволяет изолировать отдельные раковые клетки, взятые у пациентов и составить карту эпигенетических меток на хромосомах клеток. Эпигенетические метки – это химические метки на ДНК или поддерживающих ДНК белках (они называются гистонами и помогают проконтролировать, какие гены в клетке включены, а какие выключены). По сути, они программируют то, что делает клетка. Предыдущие исследования показали, что в некоторой степени причиной возникновения рака являются эпигенетические изменения в клетках. Однако в этой области было проведено относительно мало исследований. Гораздо больше внимания уделяется генетическим мутациям, вызывающим рак.

В новом исследовании учёные выявили набор эпигенетических меток, «эпигеномов», тысячи раковых клеток, взятых у пациентов с хроническим лимфоцитарным лейкозом. Это медленно прогрессирующее злокачественное новообразование поражает B-лимфоциты. Учёные проанализировали огромный массив эпигеномных данных, чтобы показать, как у пациентов развивался рак на эпигенетическом уровне и как они реагировали на стандартное лечение ибрутинибом.

«С помощью эпигенетической информации мы смогли с высокой точностью отследить линию развития раковых клеток и эволюцию их популяций, чего нельзя было сделать раньше на человеческих образцах, – сказал доктор Дэн Ландау (Dan Landau), доцент кафедры медицины и сотрудник Центра онкологии им. Сандры и Эдварда Майеров (Sandra and Edward Meyer Cancer Center) на медицинском факультете Корнеллского университета. – Подобный анализ может дать нам представление о том, как различные виды рака адаптируются к лечению препаратами».

Для исследования, по результатам которого опубликована статья в Nature, доктор Ландау и его коллеги применили технику метилирования для нанесения эпигенетических меток. Она была применена на более чем 800 нормальных B-лимфоцитов шести здоровых людей и более чем 1800 раковых клеток 12 пациентов с хроническим лимфоцитарным лейкозом. Учёные обнаружили, что в популяциях клеток пациентов с лейкозом скорость эпимутации, то есть среднее изменение в эпигеноме с каждым делением клеток, была аномально и одинаково высокой. Это привело к значительному разнообразию эпигенетических паттернов среди клеток.

Ранее доктор Ландау и другие исследователи показали, как происходит диверсификация онкологических заболеваний на генетическом уровне так, что различные клетки опухоли содержат различные наборы мутаций. «Такое огромное разнообразие в каждой популяции раковых клеток означает, что в каждом случае мы имеем дело с тысячами вариантов рака, а не с одним объектом. Все эти различия увеличивают потенциал адаптации рака к лекарственной терапии, – говорит доктор Ландау. – Мы расширили данную концепцию, показав, что существует эпигенетическое разнообразие».

Учёные смогли проанализировать эпигеномные данные, они проследили линию каждой клетки лейкоза до источника её происхождения и показали, как она развивалась в ходе болезни. Учёные классифицировали клетки лейкоза на различные группы, «филогенетические ветви», близкородственные клетки на основе их эпигеномных моделей и показали, что некоторые из них оказались чувствительными к лечению ибрутинибом, а некоторые – нет. Подобный анализ планируется провести в дальнейших исследованиях, чтобы выяснить, насколько эффективно препарат или комбинация препаратов работают против данного рака. Это могло бы привести к более эффективным способам мониторинга прогрессирования рака и выявлению устойчивости к лекарственным средствам.

В исследовании, опубликованном в Nature Communications, Ландау и его коллеги показали, что могут с точностью до одной клетки наносить на ДНК клеток лейкоза пациента эпигенетические метки, модификации гистонов, в дополнение к метилированию. ДНК упаковывается в хромосомы, частично наматываясь на белки гистонов. Небольшие химические изменения в гистонах могут ослабить или затянуть эту катушку в различных точках, что подавляет или разрешает активность генов. Исследование, проведённое в сотрудничестве с лабораторией доктора Омара Абдель-Вахаба (Omar Abdel-Wahab) в Мемориальном онкологическом центре имени Слоуна – Кеттеринга (Memorial Sloan Kettering Cancer Center), показало, что популяции клеток лейкоза наряду с другими эпигенетическими метками, диверсифицируют наборы модификаций гистонов.

Оба исследования подтвердили, что на эпигенетическом уровне популяции клеток лейкоза теряют порядок, наблюдающийся в популяциях здоровых B-лимфоцитов. «Нормальные клетки человека запрограммированы на точное функционирование в рамках многоклеточного организма, – говорит доктор Ландау. – Раковые клетки превращаются в нечто большее, чем одноклеточная форма жизни, например, бактерии. В бактериях также можно увидеть диверсифицирующую тенденцию, делающую популяцию более стабильной».

Оба исследования показали, что разработанный доктором Ландау и его коллегами подход может быть использован для определения не только различных видов эпигенетической информации, но и генетической ДНК-последовательности, а также моделей экспрессии генов, причём в отдельных клетках.

«Понимание эпигенетических изменений, происходящих в отдельных клетках, позволит лучше понять, как клетки развивают устойчивость к нашим методам лечения и как это может быть предотвращено, – сказал доктор Ричард Фурман (Richard Furman), соавтор статьи. – Эта информация важна для того, чтобы помочь пациентам с лейкозом достичь нормальной продолжительности жизни».

«Мы надеемся использовать эту возможность для получения разноуровневой информации от отдельных клеток, чтобы понять все молекулярные взаимосвязи, определяющие развитие рака и его сопротивляемость терапии, а также способы предотвратить сопротивление», – сказал доктор Ландау.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


Читать статьи по темам:

рак эпигенетика персонализированная медицина Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Биологический возраст и рак груди

Каждые дополнительные пять лет биологического возраста увеличивают рост шансов на развитие рака молочной железы на 15%.

читать

Диагностика рака по метилированию гена

Новый тест выявил дисплазию шейки матки третьей степени в 93% случаев, а Пап-мазок – только в 61%.

читать

Эпигенетика, а не мутации

Новый метод жидкой биопсии определяет любой тип онкологического заболевания на самой ранней стадии по эпигенетическим изменениям ДНК.

читать

Химиопрофилактика рака

Развития рака молочной железы можно избежать путем подавления метилирования белков в клетках-предшественниках.

читать

Перспективность эпигенетики под большим вопросом

«Рош» не захотела лицензировать у испанской «Орайзн джиномикс» ее ведущий препарат-кандидат для терапии острого миелоидного лейкоза и солидных опухолей.

читать