Dwa charakterystyczne wzory uszkodzeń DNA znalezione
Po raz pierwszy, naukowcy z Wellcome Trust Sanger Institute i ich współpracownicy byli w stanie zidentyfikować w ludzkich nowotworach dwa charakterystyczne wzory uszkodzeń DNA spowodowanych promieniowaniem jonizującym. Te wzory linii papilarnych mogą teraz umożliwić lekarzom zidentyfikowanie, które guzy zostały spowodowane przez promieniowanie i zbadanie, czy powinny być leczone inaczej.
Publikowane dziś w Nature Communications wyniki pomogą również wyjaśnić, w jaki sposób promieniowanie może powodować raka.
Promieniowanie jonizujące, takie jak promienie gamma, promienie rentgenowskie i cząstki radioaktywne, może powodować raka poprzez uszkodzenie DNA. Jednakże, jak to się dzieje, lub jak wiele nowotworów jest spowodowanych przez uszkodzenia radiacyjne, nie było wiadomo.
Poprzednia praca nad rakiem ujawniła, że uszkodzenia DNA często pozostawiają molekularny odcisk palca, znany jako sygnatura mutacyjna, na genomie komórki rakowej. Badacze szukali sygnatur mutacyjnych u 12 pacjentów z guzami wtórnie związanymi z promieniowaniem, porównując je z 319, którzy nie byli narażeni na promieniowanie.
„Aby dowiedzieć się, w jaki sposób promieniowanie może powodować raka, badaliśmy genomy nowotworów spowodowanych promieniowaniem w porównaniu z guzami, które powstały spontanicznie. Porównując sekwencje DNA znaleźliśmy dwie sygnatury mutacyjne dla uszkodzeń radiacyjnych, które były niezależne od typu nowotworu. Następnie sprawdziliśmy wyniki z rakami prostaty, które były lub nie były wystawione na działanie promieniowania i ponownie znaleźliśmy te same dwie sygnatury. Te sygnatury mutacyjne pomagają nam wyjaśnić, w jaki sposób promieniowanie wysokoenergetyczne uszkadza DNA.”
Dr Peter Campbell, lider badania i kierownik projektu genomu nowotworowego w Wellcome Trust Sanger Institute
Jedną z sygnatur mutacyjnych jest delecja, w której wycina się niewielką liczbę zasad DNA. Druga nazywana jest zrównoważoną inwersją, gdzie DNA jest cięte w dwóch miejscach, środkowy kawałek obraca się i jest łączony z powrotem w przeciwnej orientacji. Zrównoważone inwersje nie zachodzą naturalnie w organizmie, ale wysokoenergetyczne promieniowanie może zapewnić wystarczającą ilość przerw w DNA w tym samym czasie, aby było to możliwe.
„Promieniowanie jonizujące prawdopodobnie powoduje wszystkie rodzaje uszkodzeń mutacyjnych, ale tutaj możemy zobaczyć dwa specyficzne rodzaje uszkodzeń i uzyskać poczucie tego, co dzieje się z DNA. Pokazy promieniowania siekają genom powodując wiele uszkodzeń jednocześnie. To wydaje się przytłaczać mechanizm naprawy DNA w komórce, co prowadzi do uszkodzeń DNA, które widzimy.”
Dr Sam Behjati, badacz kliniczny w Instytucie Sangera i na Wydziale Pediatrii, Uniwersytet w Cambridge
„Po raz pierwszy naukowcy byli w stanie określić uszkodzenia DNA spowodowane promieniowaniem jonizującym. Te sygnatury mutacyjne mogą być narzędziem diagnostycznym zarówno dla indywidualnych przypadków, jak i dla grup nowotworów, i mogą pomóc nam dowiedzieć się, które nowotwory są spowodowane promieniowaniem. Kiedy już lepiej to zrozumiemy, będziemy mogli zbadać, czy powinny być one leczone tak samo czy inaczej niż inne nowotwory.”
Profesor Adrienne Flanagan Współpracująca z nami badaczka nowotworów z University College London i Royal National Orthopaedic Hospital