Мутации происходят в различных тканях и органах человека. Соматические мутации происходят в клетках, которые не дают потомства и поэтому не передаются последующим поколениям. Вызванные большим количеством факторов, таких как возраст и курение, соматические мутации являются основной причиной рака, а также играют определенную роль в других заболеваниях. Люди с более высокой частотой мутаций в органе с большей вероятностью накапливают мутации в ключевых генах рака, которые могут увеличить риск образования опухоли.
Исследователи ранее описали наследственные механизмы, которые предрасполагают людей к раку, хотя многие опухоли не имеют четкого генетического объяснения. Вполне возможно, что риск развития рака может быть вызван изменениями в спектре различных типов соматических мутаций, которые являются распространенной причиной рака.
«В этом всестороннем исследовании мы проверили, были ли различные типы изменений ДНК, наблюдаемых в опухолях, связаны с унаследованными вариантами во многих различных генах. Мы разработали методологию, которая позволила нам идентифицировать 42 гена, связанных с 15 различными клеточными механизмами, которые влияют на риск различных типов соматических мутаций. Это может помочь объяснить риски предрасположенности к раку «, — объясняет доктор Мишан Вали Пур, который руководил исследованием, будучи докторантом в лабораториях доктора Ленера и доктора Супека.
Известно несколько примеров генов, ответственных за изменение паттернов соматических мутаций например, гены BRCA, которые предрасполагают к раку молочной железы и яичников, и гены синдрома Линча, которые предрасполагают к раку толстой кишки, теперь мы находим много других генов, которые могут аналогичным образом влиять на накопление соматических мутации.
Будущая работа, основанная на этом исследовании, может помочь оценить наследственный риск развития у пациента определенного типа рака и, следовательно, персонализировать его программу профилактики и / или выявить заболевание на ранних стадиях. Кроме того, лечение рака может быть персонализировано с помощью соматических мутационных сигнатур, как показало другое недавнее исследование, проведенное IRB в Барселоне.
Геномная нестабильность и риск развития рака
Большинство механизмов, участвующих в генерации мутаций, связаны с дефектами в восстановлении поврежденной ДНК. Это приводит к явлению, известному как геномная нестабильность, сокращая время, необходимое для появления от двух до 10 мутаций в генах-драйверах рака, которые обычно необходимы для развития опухоли. Кроме того, каждый из выявленных механизмов вызывает различные типы мутаций или в разных областях генома и, следовательно, может быть связан с раком, возникающим в определенных органах.
Статистические методы и методы машинного обучения
Чтобы сделать эти прогнозы, исследователи разработали методологию, основанную на статистической геномике и модели машинного обучения — так называемой нейронной сети «автоэнкодер», которая может находить закономерности в сложных данных. В ходе исследования было проанализировано 11 000 последовательностей генома онкологических больных европейского происхождения.
«По мере того, как будет доступно больше генетических данных, вероятно, будут обнаружены дополнительные генетические факторы, предрасполагающие к мутагенезу рака. «Редкие» генетические варианты, которые мы рассмотрели здесь, хотя каждый из них присутствует лишь у нескольких индивидуумов, в совокупности играют весьма важную роль в формировании раковых геномов и, возможно, риска развития рака», — заключает доктор Бен Ленер, руководитель лаборатории генетических систем и координатор программы системной биологии в CRG.
Ученые сообщили о факторе риска наиболее распространенного детского рака.