בשיטת טכנולוגיה ושיטה חישובית חדשה, חוקרים החוקרים ממרכז הסרטן של פרד האץ 'ומרכז הסרטן אנדרסון של אוניברסיטת טקסס חשפו סמן ביולוגי המסוגל לחזות במדויק את התוצאות בגידולים מוחיים של המוח וסרטן השד.
במחקר, שפורסם היום ב מַדָעהחוקרים גילו כי כמות האנזים הספציפי, RNA פולימראז II (RNAPII), שנמצאה על גני היסטון הייתה קשורה לאגרסיביות והישנות הגידול. רמות יתר של RNAPII על גנים היסטוניים אלה מעידות על הפריון יתר של סרטן ויכולים לתרום לשינויים כרומוזומליים. ממצאים אלה מצביעים על השימוש בטכנולוגיה גנומית חדשה ככלי פוטנציאלי לאבחון סרטן ופרוגנוסטי, שיכול לשפר גישות אונקולוגיות מדויקות.
התעלמו מכך שגנים של היסטון יכולים להיות גורם מגביל קצב בשכפול תאים, ובתורו, אינדיקטור חזק להתפרצות יתר של תאי הגידול. הסיבה לכך היא ששיטות רצף RNA הנוכחיות אינן מסוגלות לאתר RNAs של היסטון בגלל המבנה הייחודי שלהן, כלומר ספריות אלה העריכו בהרבה נוכחותן. הגישה הרומנטית שלנו, המשלבת טכנולוגיה ניסיונית חדשה וצינור חישובי, מקימה מערכת אקולוגית מקיפה שיכולה למנף דגימות ביופסיה מסוגי סרטן מרובים כדי לשפר את האבחנה והפרוגנוזה של הגידול. "
יה ז'נג, דוקטורט, סופר ראשוני ועוזר פרופסור לביו-אינפורמטיקה וביולוגיה חישובית ב- MD Anderson
טכנולוגיה חדשה מייצרת נתונים באיכות טובה יותר מדגימות המאוחסנות במשך עשרות שנים
תוצאות המחקר התאפשרו על ידי טכנולוגיית פרופיל חדשה שפותחה במעבדה של סטיבן הניקוף, Ph.D., סופר ראשוני ופרופסור בחטיבה למדעי הבסיס בפרד האץ ', המאפשרת לחוקרים ללמוד טוב יותר ביטוי גנים באמצעות דוגמאות מקובלות פורמלין, משובצות פרפין (FFPE).
ביופסיות רקמות נשמרות לרוב לשימוש לטווח הארוך כדגימות FFPE, אך ה- RNA המדגם הופך להיות לא יציב יותר ויותר לאורך זמן בגלל השפלה, מה שמוביל לנתוני ביטוי גנים באיכות נמוכה יותר.
הטכנולוגיה החדשה-מחשוף תחת כרומטין נגיש ממוקד (CUTAC)-מתמקדת ברצפי DNA מקודדים קטנים ומפוצלים, שבהם RNAPII נקשר, הממוקם על אותו כרומוזום כמו הגן שהם מווסתים, ומאפשר למדענים למדוד ישירות את פעילות תעתיק הגנים מ- DNA.
בבחינת דגימות קליניות בטכנולוגיית Cutac על פני סוגי סרטן שונים, החוקרים מצאו כי הביטוי של גנים של היסטון היה גבוה יותר ובאופן משמעותי בדגימות הגידול בהשוואה לדגימות רקמות רגילות.
חלבוני היסטון מספקים תמיכה מבנית חיונית ל- DNA בכרומוזומים, ומשמשים כגלגלים סביבם גדילי DNA עוטפים. חלבונים אלה נחקרו היטב, אך רוב הכלים הנוכחיים לחקר ביטוי הגנים מסתמכים על רצף RNA. RNA Histone הוא ייחודי בכך שמבנהו מונע את התגלות מולקולות ה- RNA בשיטות הנוכחיות.
לפיכך, הביטוי של גנים של היסטון עשוי להמעיט משמעותית בדגימות הגידול. החוקרים שיערו כי ההתפשטות המוגברת של תאי סרטן מובילה לביטוי מוגבר מאוד, או יתר על המידה, של היסטונים כדי לעמוד בדרישות הנוספות של שכפול תאים וחלוקה.
ביטוי RNAPII מתאם עם אגרסיביות לסרטן ומנבא
כדי לבחון את ההשערה שלהם, החוקרים השתמשו בפרופיל Cutac כדי לבחון ולמפות RNAPII, המתעתיק DNA למבשרי RNA של Messenger. הם חקרו 36 דגימות FFPE מחולים עם קרום המוח – גידול במוח שכיח ושפיר – והשתמשו בגישה חישובית חדשה לשילוב נתונים אלה עם כמעט 1,300 דגימות נתונים קליניים זמינים לציבור ותוצאות קליניות תואמות.
בדגימות הגידול, אותות האנזים RNAPII שנמצאו על גני היסטון הצליחו להבחין באופן אמין בין סרטן לדגימות רגילות.
אותות RNAPII על גני היסטון מתואמים גם הם עם ציונים קליניים במנינגיומות, תוך חיזוי מדויק של הישנות מהירה כמו גם את הנטייה של הפסדי כרומוזום של זרוע מלאה. שימוש בטכנולוגיה זו על דגימות FFPE של גידול שד מ -13 חולים עם סרטן שד פולשני חזה גם אגרסיביות לסרטן.
"הטכניקה שפיתחנו כדי לבחון דגימות גידול שהוטלו כעת חושפת מנגנון של אגרסיביות לסרטן בעבר", אמר הניקוף, שהוא גם חוקר המכון הרפואי של הווארד יוז. "זיהוי מנגנון זה מרמז שזה יכול להיות בדיקה חדשה לאבחון סרטן ואולי לטפל בהם."
ז'נג ועמיתיו מתכננים להשתמש בטכנולוגיה זו על דגימות FFPE מסוגי סרטן מרובים לצורך אימות נוסף.
מחקר זה נתמך על ידי המכון הרפואי הווארד יוז, המוסדות הלאומיים לבריאות (HG012797) והמכון הלאומי לסרטן (T32CA009515).
