Rakovina: I zdravá tkáň je „plná mutací“
Rakovina se vyvíjí v důsledku mutací v naší DNA. Doposud však nebylo známo nic o tom, jak se mutace v průběhu času vytvářejí ve zdravé tkáni. Nová studie poskytuje čerstvé podrobnosti.
Jak lidé stárnou, mutace v jejich DNA se pomalu hromadí. Mutace ve zdravé tkáni jsou známé jako somatické mutace.
Protože rakovina je výsledkem akumulace genetických mutací, pochopení toho, jak se tyto sčítají v průběhu času, je zásadní pro pochopení toho, jak nemoc začíná svou cestu.
Toto pomalé, postupné hromadění mutací je pravděpodobně také důležitou součástí procesu stárnutí.
Až donedávna bylo náročné přesně zmapovat, jak se somatické mutace chovají v průběhu času; je to převážně kvůli technickým výzvám.
Nový příspěvek, publikovaný začátkem tohoto týdne v časopise Věda, bere první podrobný pohled na to, jak buňky během života mutují a navzájem si konkurují ve zdravé tkáni.
Zmapování mutací ve zdravých buňkách
Vědci z Wellcome Sanger Institute a MRC Cancer Unit na University of Cambridge ve Spojeném království odebrali vzorky zdravé tkáně z jícnu devíti jedinců ve věku 20–75 let. Žádný z těchto lidí neměl v anamnéze rakovinu jícnu nebo jiné zdravotní problémy s touto částí těla.
Dále provedli sekvenování celého genomu, aby zmapovali přítomnost mutovaných buněk v těchto zdravých vzorcích.
Zjistili, že k jejich překvapení měli lidé ve svých 20 letech stovky mutací v každé buňce. U starších účastníků toto číslo vzrostlo na více než 2 000 na buňku. Vědci však zjistili, že pouze změny v konkrétních genech měly významný dopad.
Mutace v některých genech poskytly buňkám konkurenční výhodu, což znamená, že když se dělily a dobývaly, překonaly buňky bez mutace a kolonizovaly velké skvrny tkáně; tak vznikla mozaika mutantních buněk.
Ve středním věku by více než polovina buněk ve zdravém jícnu mohla nést mutace v genech rakoviny.
Společný hlavní autor, profesor Phil Jones, říká: „Pod mikroskopem vypadala tkáň jícnu zcela normálně - pocházela od zdravých jedinců, kteří neměli žádné známky rakoviny. Po studiu genetiky jsme byli v šoku, když jsme zjistili, že zdravý jícen byl plný mutací. Zjistili jsme, že v době, kdy jedinec dosáhne středního věku, má pravděpodobně více mutantních než normálních buněk. “
Kopání do genů souvisejících s rakovinou
Vědci se zvláště zajímali o mutovaný gen známý jako TP53. Tento gen je přítomen prakticky ve všech rakovinách jícnu. Zjistili, že již zmutoval v 5–10 procentech normálních buněk. Autoři se domnívají, že z této podskupiny buněk by se mohla vyvinout rakovina.
Dalším zájmovým genem byl gen NOTCH1, který je nezbytný při dělení buněk. Ve středním věku měla téměř polovina všech buněk mutace v tomto genu.
Ve skutečnosti mutace NOTCH1 převládaly ve zdravé tkáni než v rakovině jícnu. To vyvolává nové otázky týkající se role genů v rakovině; na rozdíl od všeobecného názoru mohou mutanti NOTCH1 chránit před rakovinou.
"Po celá léta jsme sekvenovali genomy rakoviny a hledali geny, které jsou u pacientů běžně mutovány." Předpokládali jsme, že rakovinu řídí běžné mutace, “vysvětluje první společný autor, Dr. Jo Fowler.
"Nicméně," pokračuje Dr, Fowler, "Nyní jsme se podívali na normální tkáně, byli jsme překvapeni, když jsme zjistili, že gen běžně spojený s rakovinou jícnu, NOTCH1, byl více mutován v normálních buňkách než v rakovinných buňkách."
To by mohlo změnit způsob, jakým vědci přistupují ke studiu tumorigeneze, což je tvorba nebo produkce nádoru nebo růstu.
"Tyto výsledky naznačují, že vědci možná budou muset přehodnotit roli některých genů rakoviny ve světle sekvenování normálních tkání."
Dr. Jo Fowler
Současná studie poskytuje nový způsob, jak přemýšlet o původu rakoviny jícnu. Skutečnost, že se ukázalo, že „zdravý“ jícen je hustou sítí mutantních buněk nesoucích genové mutace související s rakovinou, může podnítit výzkumníky v nových směrech.
Zjištění vrhají nové světlo na způsob, jakým se naše buňky vyvíjejí, jak stárneme. Jak říká společný hlavní autor Dr. Inigo Martincorena z Wellcome Sanger Institute: „Je pozoruhodné, že jsme si dosud neuvědomovali rozsah tohoto jevu.“
Dr. Martincorena pokračuje: „Rovněž vyvolává mnoho otázek o tom, jak mohou tyto mutace přispívat ke stárnutí a dalším nemocem, což otevírá zajímavé možnosti pro budoucí výzkum.“
Pozornost výzkumu rakoviny se může začít dále posouvat směrem ke studiu zdravé tkáně; Karen Vousden z Cancer Research UK, která studii částečně financovala, říká: „Jako výzkumní pracovníci v oblasti rakoviny nemůžeme podceňovat význam studia zdravé tkáně.“
