Взрывной вместо коварного: в удивительном количестве случаев рак вызывается разовым драматическим событием - взрывным распадом одной или нескольких хромосом. Как показало исследование, этот так называемый хромотрипсис лежит в основе до 50 процентов опухолей. При некоторых видах рака, таких как рак молочной железы, рак печени или рак костей, он может достигать 80 процентов. Эти знания также важны для прогноза и терапии таких опухолей.
Согласно существующему предположению, рак развивается достаточно постепенно, путем накопления мутаций и повреждений ДНК, которые постепенно приводят к дегенерации клетки. Он продолжает делиться, вместо того чтобы быть уничтоженным иммунной системой, как это обычно бывает, или отмирать сам по себе в результате программы клеточного самоубийства. В результате получается агрессивно растущий нарост - раковая опухоль.
Катастрофический распад
Но есть и другой способ: Давно известно, что иногда в геноме может произойти настоящий «взрыв». В этом катастрофическом случае одна или несколько хромосом почти полностью разрушаются. Одновременно происходит от сотен до тысяч разрывов цепей ДНК, отламываются целые руки, отсекаются генные участки. Механизмы репарации ДНК клеток не выдерживают такого «полного повреждения»: они неправильно и не полностью собирают разрушенную хромосому.
Это имеет фатальные последствия: этот хромосомный «взрыв» часто активирует мощные гены рака, и клетка дегенерирует. «Хромотрипсис связан с особенно агрессивным поведением опухоли и плохим прогнозом для больных раком», - объясняют Наталья Воронина из Немецкого центра исследования рака (DKFZ) в Гейдельберге и ее коллеги.
"Взрыв" почти в 50 процентах опухолей
Как часто и у кого происходит это взрывное разрушение хромосом, до сих пор было известно лишь отчасти. Однако до сих пор врачи предполагали, что эта генетическая катастрофа происходит только в двух-трех процентах случаев рака. Воронина и ее команда сейчас проверили, правда ли это. Для этого они проанализировали геном 634 образцов опухолей 28 типов рака, включая почти все распространенные типы опухолей.
Удивительный результат: в 49 процентах всех исследованных случаев в опухолевых клетках произошел «взрыв» хромосом. «Таким образом, хромотрипсис является причиной значительной части случаев рака у человека», - заявляют исследователи. Некоторые хромосомы и части хромосом более склонны к распаду, чем другие. Кроме того, эта «генетическая катастрофа» иногда затрагивает только одну хромосому, а в других случаях - несколько.
Доля зависит от типа рака
Есть различия и в отношении к видам рака: одни виды опухолей особенно часто вызываются хромотрипсисом, а другие, как выяснили ученые, встречаются реже. Частота таких хромосомных повреждений при раке молочной железы составляет чуть менее 80% случаев, а при карциноме печени даже несколько выше. При меланоме, раке кости и раке зародышевых клеток более 60 процентов опухолей обнаруживали хромотрипсис.
Напротив, опухоли слюнных желез и яичников, а также рак желудка, по-видимому, гораздо реже возникают из-за такого распада хромосом, как показали анализы. Каждый тип рака поражает разные хромосомы.
Также интересно: примерно в половине опухолей все клетки вернулись к триггерному событию хромотрипсиса. Но были также случаи, когда это хромосомное повреждение имело только первичную опухоль, но не метастазы или опухоли, которые рецидивировали после терапии. Был и обратный случай. «Это также имеет потенциальные последствия для терапии рака, поскольку мишени, связанные с хромотрипсисом, доступны не везде», - говорят Воронина и ее коллеги.
Плохой прогноз для пациентов
В целом, ваше исследование также подтверждает, что опухоли, восходящие к Chromothrispis, более агрессивны, в том числе в рамках различных типов рака: они чаще образуют метастазы, а шансы на выживание пациентов ниже.. Одна из причин этого, очевидно, состоит в том, что в случае «взрывов» генетического материала генные фрагменты впоследствии складываются неправильно. В результате этих слияний гены рака могут попасть под влияние активирующего регулятора в геноме, тем самым способствуя развитию опухоли.
Тем не менее, ученые подчеркивают, что эти новые результаты также открывают возможности для лучшей и более целенаправленной терапии рака. Потому что, если вы знаете, на каких генных изменениях основана опухоль, вам легче оценить, где ее слабое место и какое средство поможет против нее.