Рубрики
Лечение рака

Новая техника секвенирования ДНК анализирует опухоли клетка за клеткой для борьбы с раком

Новая техника секвенирования ДНК позволяет ученым отслеживать генетические ошибки в отдельных раковых клетках. Впервые они могут восстановить историю жизни опухоли и понять, как ошибка в ДНК клетки привела к неконтролируемому росту опухоли. Эта новая технология поможет врачам понять, как развивался конкретный рак, и персонализировать методы лечения для каждого пациента, чтобы сделать их более эффективными и успешными.

Новая техника секвенирования ДНК

Организм человека состоит из миллиардов клеток, которые работают вместе, составляя каждую часть нашего тела. Иногда одна из этих клеток обнаруживает ошибку в своем генетическом коде, и эта ошибка, или мутация, может иногда приводить к тому, что эта аномальная клетка делится и растет быстрее, чем здоровые, вызывая развитие опухоли. Во время этого процесса клетки могут продолжать развиваться и накапливать гораздо больше мутаций, которые делают их ещё опаснее, чем исходная.

Раньше, когда исследователи изучали рак, они брали кусок опухоли и анализировали ее в целом. Без понимания истории жизни каждой опухоли наука может дать неполную картину развития рака, различные клетки смешиваются и усредняются, чтобы понять, насколько опасен рак. Но это ничего не говорило о том, как развивалась опухоль и из каких клеток она произошла, что мешало врачам выбрать правильное лечение для каждого пациента.

По этой причине многие методы лечения рака не работают, и рак иногда разрастается в течение нескольких месяцев или лет, становясь гораздо агрессивнее, чем предыдущий, и лечится он гораздо труднее.

Увидеть всю картину

Поскольку всю опухоль нельзя было победить в целом, пять лет назад исследователи начали использовать другую стратегию: разделяй и властвуй. Они начали делить опухоли на отдельные клетки и анализировать каждую раковую клетку отдельно, чтобы попытаться понять, какие типы клеток составляют опухоль.

Но даже с этим у них все еще было всего два основных инструмента для анализа отдельных раковых клеток. Один инструмент позволял им читать генетический код одной клетки за раз, определяя, какие клетки имеют генетические мутации. Другой инструмент помогал им понять, какие гены были активны в каждой раковой клетке и какова их роль в клетках. Однако, ни один из этих инструментов не раскрывал всю картину. Используя их, можно было либо получить генетические ошибки каждой клетки, либо гены, которые являются активными и функциональными, но не всю информацию сразу. При этом было невозможно понять, какие гены активируются в результате генетических ошибок в каждой клетке.

Команда исследователей из Института молекулярной медицины MRC Weatherall Оксфордского университета, разработала новую методику секвенирования отдельных клеток, которая позволила им увидеть всю картину. Это даст ученым возможность анализировать генетические ошибки, накопленные каждой клеткой в ​​опухоли, а также понимать ее активность в отношении генов и функции клеток. Это позволит исследователям в мельчайших деталях увидеть каждый аспект опухоли.

В своем последнем исследовании, опубликованном в журнале «Молекулярная клетка», они использовали эту новую технику, названную TARGET-seq, для анализа многих тысяч клеток 11 пациентов, у которых кроветворные клетки стали злокачественными. Их анализ предоставил подробную картину типов клеток, из которых состоит рак крови. Благодаря высокому разрешению, они могли восстановить полную историю жизни каждой опухоли и идентифицировать молекулы, которые были активны на первых этапах развития опухоли. Они также обнаружили, что клетки, которые казались здоровыми, поскольку у них не было раковых мутаций, вели себя как злокачественные клетки и активировали аномальные гены, потому что находились в опухолевой среде.

В настоящее время ученые используют TARGET-seq для анализа различных типов агрессивных лейкозов, для которых нет эффективных методов лечения. Они надеются понять, как устранить клетки, которые начали и поддерживали опухоль, чтобы иметь возможность полностью уничтожить их. В будущем ученые надеются, что этот метод будет использоваться онкологами для определения точной смеси раковых клеток, составляющих каждую опухоль, и для индивидуального выбора правильного лечения для каждого пациента.