Рак: даже здоровые ткани "пронизаны мутациями"
Рак развивается из-за мутаций в нашей ДНК. Однако до сих пор мало что было известно о том, как мутации со временем накапливаются в здоровых тканях. Новое исследование дает свежие детали.
По мере того как люди стареют, в их ДНК медленно накапливаются мутации. Мутации в здоровой ткани известны как соматические мутации.
Поскольку рак является результатом накопления генетических мутаций, понимание того, как они складываются с течением времени, имеет решающее значение для понимания того, как болезнь начинает свой путь.
Это медленное, постепенное накопление мутаций, вероятно, также является важной частью процесса старения.
До недавнего времени было сложно точно определить, как соматические мутации ведут себя с течением времени; это в основном связано с техническими проблемами.
Новая статья, опубликованная ранее на этой неделе в журнале Наука, впервые подробно рассматривается, как клетки мутируют и конкурируют друг с другом в здоровых тканях на протяжении всей жизни.
Диаграмма мутаций в здоровых клетках
Исследователи из Института Wellcome Sanger и отделения рака MRC Кембриджского университета в Великобритании взяли образцы здоровой ткани из пищевода у девяти человек в возрасте от 20 до 75 лет. Ни у кого из этих людей не было в анамнезе рака пищевода или других заболеваний этой части тела.
Затем они выполнили полногеномное секвенирование, чтобы отобразить наличие мутировавших клеток в этих здоровых образцах.
Они обнаружили, что, к своему удивлению, у людей в возрасте от 20 до сотни мутаций в каждой клетке. У пожилых участников эта цифра выросла до более чем 2000 на клетку. Однако исследователи обнаружили, что только изменения в определенных генах оказали значительное влияние.
Мутации в некоторых генах давали клеткам конкурентное преимущество, а это означало, что, когда они делились и побеждали, они побеждали клетки без мутации и колонизировали большие участки ткани; это создало лоскутное одеяло из мутантных клеток.
К среднему возрасту более половины клеток здорового пищевода могут нести мутации в генах рака.
Ведущий автор исследования профессор Фил Джонс говорит: «Под микроскопом ткань пищевода выглядела совершенно нормальной - она была получена от здоровых людей, у которых не было признаков рака. Изучив генетику, мы были потрясены, увидев, что здоровый пищевод пронизан мутациями. Мы обнаружили, что к тому времени, когда человек достигает среднего возраста, у него, вероятно, будет больше мутантных клеток, чем нормальных ».
Копаемся в генах, связанных с раком
Особый интерес ученых вызвал мутировавший ген, известный как TP53. Этот ген присутствует практически во всех формах рака пищевода. Они обнаружили, что он уже мутировал в 5–10 процентах нормальных клеток. Авторы считают, что из этого подмножества клеток может развиться рак.
Другим интересным геном был ген NOTCH1, который необходим для деления клеток. К среднему возрасту почти половина всех клеток имела мутации в этом гене.
Фактически, мутации NOTCH1 были более распространены в здоровых тканях, чем при раке пищевода. Это поднимает новые вопросы о роли генов в развитии рака; вопреки распространенному мнению, мутанты NOTCH1 могут защищать от рака.
«В течение многих лет мы секвенировали геномы рака и искали гены, которые часто мутируют у пациентов. Мы предположили, что причиной рака являются общие мутации », - объясняет первый автор, доктор Джо Фаулер.
«Однако, - продолжает д-р Фаулер, - теперь мы изучили нормальные ткани и были удивлены, обнаружив, что ген NOTCH1, обычно связанный с раком пищевода, мутировал больше в нормальных клетках, чем в раковых».
Это может изменить подход исследователей к изучению туморогенеза, то есть образования или образования опухоли или роста.
«Эти результаты предполагают, что ученым, возможно, потребуется переосмыслить роль некоторых генов рака в свете секвенирования нормальных тканей».
Д-р Джо Фаулер
Текущее исследование дает новый взгляд на происхождение рака пищевода. Тот факт, что «здоровый» пищевод представляет собой густую сеть мутантных клеток, несущих связанные с раком генные мутации, может подтолкнуть исследователей к новым направлениям.
Полученные данные проливают новый свет на то, как наши клетки развиваются с возрастом. Как говорит ведущий автор, доктор Иниго Мартинкорена из Института Wellcome Sanger: «Примечательно, что до сих пор мы не знали о масштабах этого явления».
Доктор Мартинкорена продолжает: «Это также вызывает много вопросов о том, как эти мутации могут способствовать старению и другим заболеваниям, открывая интересные возможности для будущих исследований».
Центр внимания исследований рака может начать смещаться в сторону изучения здоровых тканей; Профессор Карен Вусден из Cancer Research U.K., которая частично финансировала исследование, говорит: «Как исследователи рака, мы не можем недооценивать важность изучения здоровых тканей».
