Araştırmacılar Kanserin Devam Eden Evrimini Araştırıyor

Helmholtz Derneği'ndeki Max Delbrück Moleküler Tıp Merkezi (MDC), Francis Crick Enstitüsü ve Londra Üniversite Koleji liderliğindeki bir araştırma ekibi, kanserlerin bazı hücrelerinde büyük kromozom bölümleri kazanıp kaybederken diğerlerinde kaybetmediğini bildiriyor; bu, devam eden evrimi ve tercih edilen özellikler için seçimi gösteren bir süreçtir.

Nature dergisinde yayınlanan bulgu, meme kanseri, kolorektal kanser ve akciğer kanseri dahil 22 tümör tipinde yaygındı.

MDC'nin Evolutionary and Cancer Genomics Group başkanı ve makalenin kıdemli yazarlarından biri olan Dr. Roland Schwarz, "Bu kanser genomlarının devam eden yapısal evrim miktarı, başlangıçta tahmin ettiğimizden çok daha yüksek ve topluluğun genellikle önerdiğinden daha yüksek," diyor.

Varyasyon, kanser hücrelerine fayda sağlayan genleri içeren büyük kromozom bölümlerinin daha fazla kopyasının alınmasını veya yapılmasını ve tümörü bastırmak için çalışacak genlerin bulunduğu bölümleri kaybetmeyi tercih ediyor gibi görünüyor. Schwarz, "Bu mantıklı, ancak bu daha önce hiç bu kadar çok tümör tipinde sürekli bir temelde gerçekleştiği gösterilmemişti" diyor.

Önce Anne Mi Baba Mı?

Schwarz ve ilk makale yazarı Tom Watkins, bir Ph.D. Schwarz'ın birlikte denetlediği Francis Crick Enstitüsü'ndeki öğrenci, son beş yıldır bu büyük ölçekli mutasyonları çok daha ayrıntılı olarak açıklığa kavuşturmaya yardımcı olabilecek bir yöntem geliştirmek için birlikte çalıştı. Somatik kopya sayısı değişiklikleri olarak adlandırılan bu değişiklikler, tam kromozom kollarını veya hatta tek genlerdeki "nokta" mutasyonlarından çok daha büyük olan tüm kromozomları içerebilir. Spesifik olarak, bir kromozomun maternal kopyasında veya baba kopyasında veya her ikisinde bir değişiklik olup olmadığını ve değişikliklerin meydana geldiği sırada bilmek istediler.

Watkins, "Devam eden kromozomal kararsızlığın ve bunun sonucunda ortaya çıkan kopya sayısı heterojenliğinin miktarını anlamak, tedaviye yönelik gelecekteki yaklaşımları bilgilendirebilir" diyor.

"Refphase" adı verilen yeni bir algoritma ve istatistiksel analiz kullanarak, bu ince haplotip ayrıntı seviyesini elde etmeyi başardılar. Meslektaşları ile birlikte, yaklaşımı 22 tümör tipini temsil eden 394 tümörden 1.421 örneğe uyguladılar. Kritik olarak, bu örnekler tümörün en az iki farklı kısmından alındı, bu da araştırmacıların bölgeler arasındaki farklılıkları karşılaştırmasına olanak sağladı.

Doktora doktoru Marina Petkovic, "Bu veri kümeleri hala oldukça nadir, bu yüzden çok bölgeli verilerin en büyük pan-kanser koleksiyonu üzerinde çalışmaktan heyecan duydum" diyor. MDC'nin Berlin Tıbbi Sistem Biyolojisi Enstitüsü'nün (BIMSB) bir parçası olan Schwarz'ın laboratuvarında doktora öğrencisi ve kağıt üzerinde ikinci bir yazar.

Tümörlerin farklı bölümlerinden alınan hücreler arasında kromozomal kazanç ve kayıplarda büyük bir çeşitlilik buldular. Bu yüksek seviyede varyasyon, analiz edilen tüm tümör tiplerinde bulundu.

Yaygın Dengesizlikler

Ekip sık sık, tümörün bir bölümünde, bir kazanç veya kaybın yalnızca kromozomun maternal kopyasında olduğunu, ancak tümörün diğer kısmında kazanç veya kaybın yalnızca baba kopyasında olduğunu buldu. Schwarz ve meslektaşlarının ilk kez 2017 yılında yaptıkları bir çalışmada adlandırdıkları bu fenomen, "aynalı alt klonal alel dengesizliği" (MSAI) olarak adlandırılıyor. Schwarz, "Bu MSAI olayları birçok tümör tipinde mevcuttur, onları her yerde buluyoruz" diyor.

Bu dengesizlikler muhtemelen paralel olarak gerçekleşen ayrı evrimsel olaylara işaret edebilir ve bu da seçilimi düşündürür. Kazanılan veya kaybedilen kromozom segmentlerinin gerçekten tümör için yararlı mı yoksa rastgele mi olduğunu daha iyi anlamak için daha fazla araştırma yapılması gerekiyor. Ancak kesin olan bir şey var ki, bu bulgu, kanserin genomunu sürekli olarak büyük ölçekte yeniden şekillendirdiğine dair güçlü kanıtlar sağlıyor ve buna kromozomal dengesizlik de deniyor.

Kanser genomiği alanında devam eden bir tartışmayı ele alıyor. Bazıları, bir tümörün yaşamının başlangıcında bir dizi evrimsel değişiklik olduğunu iddia ediyor, ancak bu durumda genom nispeten kararlı kalıyor. Schwarz ve meslektaşları dahil diğerleri, bu değişikliklerin kanserin hayatı boyunca devam ettiğinden şüpheleniyor. Schwarz, "Yaklaşımımız, daha önce imkansız olan bir ayrıntı düzeyinde devam eden kromozomal kararsızlığa dair önemli kanıtlar sağlıyor" diyor.