Новые генетические взаимодействия, которые могут повлиять на исход рака

В новом исследовании ученые из Университета Мэриленда и Национального института рака определили 12 различных типов взаимодействий пар генов, в которых различные уровни экспрессии двух генов коррелировали с выживаемостью больных раком. Результаты, опубликованные в журнале Cell Reports 23 июля 2019 года, предполагают, что гены, участвующие в таких парных взаимодействиях, могут стать новыми мишенями для лечения рака.
«Опора на специфические раковые уязвимости, такие как функциональная связь конкретного мутировавшего гена с другими генами, является потенциально эффективным подходом к лечению рака», – сказал старший автор исследования Шридхар Ханненхалли, профессор кафедры клеточной биологии и молекулярной генетики Университета Мэриленд.
Этот подход уже исследуется в отношении одного типа отношений между парами генов, называемого синтетической летальностью, при котором инактивация обоих генов смертельна для клетки, но инактивация одного гена сама по себе не является.

В раковых клетках, где мутации инактивируют один ген, лекарства, ингибирующие ген-партнер, будут смертельными для раковых клеток, но окажут минимальное влияние или не окажут никакого влияния на здоровую ткань, в которой первый ген экспрессируется нормально.
Эта новая работа выявила широкий спектр важных взаимосвязей между парами генов в дополнение к синтетической летальности. Многие из этих новых взаимосвязей были более широко представлены в данных исследователей, чем синтетическая летальность, что означает, что они могут предложить гораздо больше потенциальных целей для лечения рака.
«Наша работа расширяет потенциальный объем стратегий, до сих пор ограниченных синтетической летальностью, путем обобщения концепции использования генетических взаимодействий, чтобы включить многие другие, еще не изученные типы взаимоотношений пар генов», – сказал Ханненхалли, который работает по совместительству в университете.

Мэрилендского института перспективных компьютерных исследований (UMIACS). «Мы считаем, что это закладывает основу для использования вычислительного метода для выявления и изучения дополнительных типов генетических взаимодействий в будущем."
В статье представлен новый управляемый данными метод выявления взаимодействий генов, которые могут повлиять на исходы больных раком, который Ханненхалли разработал в сотрудничестве с бывшим аспирантом Университета Мэриленд Ассафом Магеном (Ph.D. ’19, информатика), первый автор исследования, и Эйтан Руппин, в настоящее время работающий в Национальном институте рака и бывший директор Центра биоинформатики и вычислительной биологии в Университете Мэриленд.

Используя данные по 5288 опухолям, представляющим 18 различных типов рака, команда определила шесть взаимодействий, в которых каждый ген в паре может экспрессироваться на низком, среднем или высоком уровне. Затем они посчитали, что каждая из этих комбинаций может быть связана с «положительным» или «отрицательным» результатом для выживаемости пациентов.

Таким образом, общее количество потенциальных типов взаимоотношений между парами генов достигло 12.
Используя новую вычислительную стратегию, исследователи оценили все возможные комбинации генов в своем наборе данных. Из 163 миллионов потенциальных пар генов исследователи идентифицировали почти 72 000 взаимодействий пар генов, связанных с положительной или отрицательной выживаемостью пациентов. Известно, что значительная часть генов, участвующих в этих взаимодействиях, участвует в делении и пролиферации клеток, что имеет четкую связь с раком.

По словам Ханненхалли, выявление взаимосвязей между парами генов может помочь ученым понять, почему мутации в определенных генах приводят к раку в одной ткани, но не в другой, потому что их взаимодействующие партнеры могут по-разному экспрессироваться в разных типах тканей. Точно так же отношения генных пар могут объяснить, почему определенные лекарства эффективны для одного пациента, но не для другого.

Отношения также могут помочь исследователям идентифицировать подтипы определенных видов рака, таких как рак груди, что может помочь с прогнозом и терапией.
Используя свои данные о взаимодействии пар генов, исследователи смогли лучше предсказать исходы пациентов в своих данных по экспрессии опухолевых генов по сравнению с традиционными методами, которые используют экспрессию только отдельных генов.
Ханненхалли подчеркнул, что предстоит еще много работы, чтобы определить, какие пары генов действительно имеют прямое влияние на выживаемость больных раком. Следующим шагом, по его словам, будет сотрудничество с биологами-онкологами или клиницистами, чтобы начать экспериментировать с методами лечения, направленными на некоторые пары генов, выявленные в этом исследовании.

Эта работа была поддержана Программой внутренних исследований Национального института рака Национального института здоровья и Национального научного фонда (Премия №. 1564785). Содержание этой статьи не обязательно отражает взгляды этих организаций.

3 комментария к “Новые генетические взаимодействия, которые могут повлиять на исход рака”

  1. Иван Булатов

    Я, всем вам завидую. Ваш собственный блог значительно точнее по контенту и облику чем мой. Кто для вас дизайнерский подход проделывал?

Оставьте комментарий