החוקרים עידו כלי רצף DNA חזק שיכול לחשוף מוטציות נסתרות המתרחשות באופן טבעי בגופנו ככל שאנו מתבגרים. במחקר הגדול ביותר עד כה הם השתמשו בכלי כדי לספק תובנות לגבי הצעדים המוקדמים ביותר להתפתחות הסרטן ותפקיד המוטציות ברקמות בריאות.
המחקר החדש, שפורסם היום (8 באוקטובר) ב טֶבַעהובלו על ידי חוקרים ממכון וולקום סנגר, בשיתוף עם מחקר טווינסוק במכללת קינגס קולג 'בלונדון. החוקרים מציגים גרסה משופרת של רצף ננאטור (NanoseQ)-טכניקת רצף DNA מדויקת במיוחד.
על ידי יישום ננוזה ממוקד על ספוגיות לחיים ודגימות דם של יותר מ -1,000 מתנדבים, הצוות חשף נוף עשיר של מוטציות ברקמות בריאות, והעניק את התמונה המפורטת ביותר עד כה כיצד רקמות משתנות לאורך זמן.
ככל שאנשים מתבגרים, התאים שלהם רוכשים באופן טבעי מוטציות DNA המכונות מוטציות סומטיות. רובם אינם מזיקים, אך חלקם יכולים לספק יתרון צמיחה, מה שמוביל ל"שיבוטים "של תאים הנושאים את אותן מוטציות. כאשר הם מתרבים, חלק מהכתמים של שיבוטים יש פוטנציאל להפוך לשלב המוקדם ביותר בהתפתחות הסרטן, אך הם עשויים גם לתרום להזדקנות ולמחלות אחרות.
למרות שיתוק המוטציות בגידולים הוא פשוט, באופן היסטורי, איתור מוטציות נדירות יותר ברקמות רגילות היה מאתגר ביותר. הסיבה לכך היא שלרוב שיטות הרצף אין את הדיוק להבדיל בין מוטציות אמיתיות לבין שגיאות בביופסיות המורכבות מאלפי שיבוטים, כמו רוב הביופסיות הלא פולשניות.
כדי להתגבר על כך, חוקרים ממכון סנגר ומשתפי הפעולה שלהם מעודדים את NanoseQ, כך שהוא יכול למדוד במדויק את שיעורי המוטציה, לזהות דפוסי מוטציה ולגלות מוטציות של נהג מפתח בכל רקמה כלשהי.
במחקר חדש זה ובפעם הראשונה, החוקרים השתמשו ב- NanoseQ ממוקד כדי לנתח דגימות אנושיות שאינן פולשניות-ספוגיות לחיים-מ -1,042 משתתפים בקבוצת Twinsuk, לצד 371 דגימות דם. המתנדבים נעו בגיל 21 עד 91 וכללו מעשנים ולא מעשנים, אנשים עם היסטוריות שונות של צריכת אלכוהול, ואורח חיים מגוון וחשיפות לסרטן.
החוקרים גילו מעל 340,000 מוטציות בתאי לחיים, כולל למעלה מ- 62,000 בגנים הידועים כמסרטן. הם זיהו 49 גנים שנמצאים בבחירה חיובית, מה שאומר שיש להם מוטציות המעניקות לתאים יתרון צמיחה, כולל גנים רבים של סרטן ידוע כמו TP53.
המחקר חשף גם חתימות מוטציה ברורות – דפוסי מוטציות בגנום – הקשורים להזדקנות, עישון טבק וצריכת אלכוהול. לדוגמה, עישון היה קשור ליותר מוטציות ב Notch1 גנים וגידול רב יותר של שיבוטים מוטנטים, ואילו שתייה כבדה הותירה דפוס ייחודי של שינויים ב- DNA. חשוב לציין כי מרבית השיבוטים המוטטים ברקמות רגילות נמצאו קטנות מאוד ולא צמחו ברציפות עם הזמן. זה מצביע על כך שבעוד שמוטציות נפוצות, מרבית התאים המוטציה מונעים להתרחב ולהתקדם לסרטן.
על ידי שילוב דגימה בקנה מידה גדול עם כלי רצף משופר ומדויק ביותר, מחקר זה מספק את התמונה המפורטת ביותר עד כה כיצד רקמות רגילות משתנות ומתפתחות לאורך זמן. הממצאים פותחים את הדלת לשימוש ב- NanoseQ כדי למדוד ישירות כיצד גורמים אורח חיים, סביבה וגורמים בירושה משפיעים על ה- DNA.
הגרסה המשופרת של ננוזה משמשת גם היא באופן נרחב יותר וכעת היא סוס עבודה של מחקר אחר של סרטן וגנטיקה אנושית במכון סנגר. הוכרז גם היום ב טֶבַע, חוקרים במכון סנגר, בשיתוף עם מחקר Twinsuk במכללת קינג'ס בלונדון, השתמשו ב- NanoseQ כדי למפות באופן מקיף כיצד שינויים ב- DNA מזיקים בתאי הזרע יכולים להתגבר על פני הגנום ככל שמתבגרים גברים. משימוש ברמת הדיוק הגבוהה במיוחד של ננוזה, הם מקווים שזה יפתח הזדמנויות חדשות כדי ללמוד כיצד גורמים סביבתיים ואורח חיים משפיעים על הסיכונים הגנטיים בדורות הבאים.
"אנו גאים להציג את NanoseQ ממוקד, שיטה חדשה שהפכה לחלוטין את יכולתנו ללמוד מוטציות סומטיות ברקמות רגילות וחולות. השתמשנו ב- NanoseQ כדי להתחיל להבין את הצעדים המוקדמים ביותר בהתפתחות הסרטן ולחשוף את תפקיד המוטציות הסומטיות בהזדקנות ומחלות שונות."
ד"ר אנדרו לוסון, סופר משותף במכון וולקום סנגר
"זהו המחקר הגדול ביותר עד כה כיצד מוטציות סומטיות מצטברות ברקמה אנושית, כתוצאה מהזדקנות, עישון, אלכוהול, מין ביולוגי וגורמי סיכון אחרים. נופים מוטציה יכולים לשמש יום אחד כמדדים ניתנים למדידה לסיכון לסרטן, ומאפשרים התערבויות מוקדמות יותר ומדויקות יותר."
ד"ר פדריקו אבקאל, סופר משותף במכון וולקום סנגר
"אף על פי שניהול קבוצה כה גדולה היה מאמץ עצום, כעת, כשיש לנו כלים כמו ננוזה כדי לאתר את כל סוגי המוטציות הסומטיות, בקרוב מחקר זה ייראה כטייס של מחקרים אפידמיולוגיים בקנה מידה גדול עוד יותר."
ד"ר פנטליס ניקולה, סופר משותף במכון וולקום סנגר
"אצל ננוזה, אנו מסוגלים למדוד את ההשלכות הגנטיות של גורמי אורח חיים מסוימים ברקמות רגילות, כלומר אנו יכולים להבין טוב יותר מדוע וכיצד הם גורמים לסרטן. אנו מקווים כי יכולת חדשה זו לחקור מוטציות סומטיות בביופסיות של רקמות לא פולשניות מאנשים בריאים הופכת לכלי שימושי למניעת סרטן, על ידי שיפור יכולתנו לזיהוי הרחבות באוכלוסייה שהאוכלוסייה והסרטן והסרטן.
ד"ר איניגו מרטינורנה, סופר בכיר במכון וולקום סנגר
