Καρκίνος: Οι επιστήμονες βρίσκουν 129 «γονίδια άλματος» που οδηγούν στην ανάπτυξη του όγκου
Στην έρευνα για τον καρκίνο, οι επιστήμονες συνήθως αναζητούν γονίδια καρκίνου καθαρίζοντας το γονιδίωμα για τροποποιημένες αλληλουχίες - ή μεταλλάξεις - στο DNA. Αλλά μια νέα μελέτη αποκάλυψε τώρα ότι τα γονίδια άλματος, τα οποία παραβλέπει η συνήθης αλληλουχία, είναι επίσης σημαντικοί παράγοντες για την ανάπτυξη του όγκου.
Επιστήμονες στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον στο St. Louis, MO, διαπίστωσαν ότι τα γονίδια άλματος είναι ευρέως διαδεδομένα στον καρκίνο και προάγουν την ανάπτυξη όγκων αναγκάζοντας τα καρκινικά γονίδια να παραμείνουν ενεργοποιημένα.
Ανέλυσαν 7.769 δείγματα όγκων από 15 διαφορετικούς τύπους καρκίνου και βρήκαν 129 γονίδια άλματος που μπορούν να οδηγήσουν την ανάπτυξη όγκων μέσω της επιρροής τους σε 106 διαφορετικά καρκινικά γονίδια.
Τα γονίδια άλματος λειτουργούσαν ως «κρυφά ενεργοποιημένοι διακόπτες» σε 3.864 από τους όγκους που ανέλυσε η ομάδα. Αυτοί οι όγκοι προέρχονταν από μαστό, κόλον, πνεύμονα, δέρμα, προστάτη, εγκέφαλο και άλλους τύπους καρκίνου.
Πρόσφατο Γενετική της φύσης το έγγραφο δίνει μια πλήρη περιγραφή της μελέτης.
Αναγνωρίζοντας τα γονίδια άλματος ως πιθανούς γενετικούς στόχους, τα ευρήματα ανοίγουν νέο έδαφος στην αναζήτηση νέων θεραπειών για τον καρκίνο.
«Αν εσείς», λέει ο Τινγκ Γουάνγκ, ο οποίος είναι καθηγητής ιατρικής στο Τμήμα Γενετικής, «εκτελεί τυπικό προσδιορισμό αλληλουχίας γονιδιώματος, αναζητώντας γενετικές μεταλλάξεις που οδηγούν στον καρκίνο, δεν πρόκειται να βρείτε γονίδια άλματος».
Μια ασθένεια πολλών γενετικών όψεων
Ο καρκίνος αναπτύσσεται όταν οι γενετικές οδηγίες που διέπουν τον τρόπο λειτουργίας των κυττάρων, ιδιαίτερα πώς ωριμάζουν και διαιρούνται, υφίστανται ορισμένες αλλαγές.
Μερικές από τις γενετικές αλλαγές που προκαλούν τον καρκίνο αλλάζουν τις φυσικές συγκρατήσεις του οργανισμού για την ανάπτυξη των κυττάρων. Άλλοι ενδέχεται να διαταράξουν τη δομή και τη λειτουργία των πρωτεϊνών που εκτελούν το έργο των κυττάρων και τις διατηρούν σε καλή επισκευή.
Οι γενετικές αλλαγές με πιθανότητα πρόκλησης καρκίνου μπορούν να μεταδοθούν από γονέα σε παιδί. Μπορούν επίσης να προκύψουν κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ατόμου, όπως κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης, ή σε απόκριση στην υπεριώδη ακτινοβολία, καρκινογόνες ουσίες στον καπνό του καπνού ή άλλους περιβαλλοντικούς παράγοντες.
Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι γενετικών αλλαγών. Ορισμένα επηρεάζουν μόνο ένα δομικό στοιχείο του DNA, ενώ άλλα μπορούν να αντιγράψουν, να παραλείψουν ή να αναδιατάξουν μεγάλες ακολουθίες δομικών στοιχείων.
Ένας άλλος τρόπος με τον οποίο οι γενετικές αλλαγές μπορούν να οδηγήσουν σε καρκίνο δεν αλλάζει το ίδιο το DNA αλλά αλλάζει την ικανότητά του να εκφράζει τις οδηγίες του. Αυτός ο τύπος αλλαγής ονομάζεται επιγενετικός. Ένας τρόπος που συμβαίνει είναι μέσω χημικών ετικετών που συνδέονται με το DNA.
Είναι φυσιολογικό τα κύτταρα, ακόμη και τα υγιή, να έχουν γενετικές αλλοιώσεις, αλλά τα καρκινικά κύτταρα τείνουν να έχουν πολλά περισσότερα από αυτά. Ο καρκίνος κάθε ατόμου θα έχει το δικό του μοτίβο γενετικών αλλαγών, και ακόμη και στον ίδιο όγκο, διαφορετικά κύτταρα θα μπορούσαν να έχουν διαφορετικά γενετικά δακτυλικά αποτυπώματα.
Jumping genes - ένας νέος τύπος προγράμματος οδήγησης
Τα γονίδια άλματος, τα οποία οι επιστήμονες αποκαλούν μεταθέσιμα στοιχεία, είναι αλληλουχίες DNA που μπορούν να κινηθούν σε ένα γονιδίωμα. Έρχονται σε πολλές διαφορετικές μορφές και σχήματα και οι επιστήμονες χρειάζονται εξειδικευμένα εργαλεία για να τα αναλύσουν.
Χάρη στις βελτιωμένες και ισχυρές τεχνικές, οι επιστήμονες συνειδητοποιούν ότι τα γονίδια άλματος είναι πολύ ενεργά στο γονιδίωμα και ότι ίσως «δεν θα πρέπει πλέον να περιθωριοποιηθούν».
Το πώς τα γονίδια άλματος έφτασαν στο ανθρώπινο γονιδίωμα κατά τη διάρκεια της εξέλιξης είναι μια καυτή ερώτηση. Μερικοί άνθρωποι υποστήριξαν ότι η ιογενής λοίμωξη ήταν μια κοινή οδός.
Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι συγκεκριμένα στοιχεία στα γονίδια άλματος μπορούν να επηρεάσουν την έκφραση των καρκινικών γονιδίων. Ωστόσο, αυτά δεν έχουν διερευνήσει τέτοια γεγονότα με μεγάλη λεπτομέρεια ή δεν έχουν διερευνήσει πόσο συχνές μπορεί να είναι σε διαφορετικούς καρκίνους.
Έτσι, ο καθηγητής Wang και η ομάδα του αποφάσισαν να εξετάσουν αυτά τα σημεία χρησιμοποιώντας δείγματα όγκων από το πρόγραμμα The Cancer Genome Atlas.
Ανακάλυψαν ότι τα γονίδια άλματος είναι ένα χαρακτηριστικό πολλών καρκίνων με επιταχυνόμενη ανάπτυξη όγκων.
Φαίνεται ότι σε αυτούς τους πιο επιθετικούς καρκίνους, τα γονίδια άλματος συμπεριφέρονται ως «κρυπτικοί διακόπτες» που ενεργοποιούν γονίδια που σχετίζονται με τον καρκίνο που συνήθως είναι σιωπηλά - και τα διατηρούν σε λειτουργία.
Τα γονίδια άλματος ποικίλλουν μεταξύ των τύπων καρκίνου
Ένα κρίσιμο εύρημα της μελέτης είναι ότι ενώ τα γονίδια άλματος φαίνεται να είναι ευρέως διαδεδομένα στον καρκίνο, το μοτίβο παρουσίας και επιρροής τους ποικίλλει ανάλογα με τους τύπους καρκίνου.
Η ομάδα διαπίστωσε, για παράδειγμα, ότι το 12% των καρκίνων του εγκεφάλου του γλοιώματος είχε τουλάχιστον ένα γονίδιο άλματος, ενώ το ποσοστό αυτό ήταν 87 τοις εκατό για έναν τύπο καρκίνου του πνεύμονα που ονομάζεται καρκίνωμα πλακωδών κυττάρων.
«Τα γονίδια άλματος είναι πιο σημαντικά σε ορισμένους τύπους καρκίνου έναντι άλλων, αλλά κατά μέσο όρο, βρήκαμε τουλάχιστον ένα από αυτά να ενεργοποιεί ένα καρκινικό γονίδιο σε περίπου τους μισούς από όλους τους όγκους που μελετήσαμε», εξηγεί ο καθηγητής Wang.
Προτείνει ότι η παροχή πληροφοριών στους γιατρούς αυτού του τύπου θα μπορούσε να τους βοηθήσει να αποφασίσουν εάν θα αντιμετωπίσουν συγκεκριμένους καρκίνους «πιο επιθετικά».
«Παρέχει επίσης νέους στόχους για μελέτη για μελλοντικές θεραπείες καρκίνου», προσθέτει.
Ένα άλλο σημαντικό εύρημα ήταν ότι τα γονίδια άλματος που λειτουργούσαν ως κρυφά διακόπτες ήταν πιο διαδεδομένα σε καρκίνους των οποίων το σχήμα του DNA ήταν πιο ανοιχτό. Το γονιδίωμα κρατά συνήθως το DNA σφιχτά κλειστό. Το ανοιχτού σχήματος DNA είναι πιο πιθανό να χάσει μέρος της λειτουργίας του.
«Πολλά από αυτά που κάνουν τα μεταφερόμενα στοιχεία στο γονιδίωμά μας εξακολουθούν να είναι μυστήριο. Αυτή η μελέτη είναι η πρώτη λεπτομερή περιγραφή των σημαντικών ρόλων τους στον καρκίνο. "
Καθ. Ting Wang
