Ежегодно всего около 200 человек диагностируют фиброламелляр, и это заболевание настолько же редкое, насколько и загадочное — нет известных причин, и его трудно как обнаружить, так и лечить. К тому времени, когда врачи обнаруживают растущую опухоль, часто бывает слишком поздно, и рак распространился.Изображения, полученные с помощью флуоресцентного микроскопа, показывают активность киназы (зеленый) в опухолевых клетках (внизу) по сравнению с нормальными клетками (вверху).
«Мы рассудили, что будет легче идентифицировать генетические мутации в опухолях у молодых пациентов, чем у пожилых, потому что у пожилых людей геном был изменен годами старения и факторами окружающей среды», — говорит Элана Саймон, соавтор исследования. автор исследования и член команды Рокфеллера. «И у человека в целом, и у самой опухоли будет меньше времени для накопления мутаций, поэтому те, которые мы обнаружим, с большей вероятностью будут актуальными».Исследователи секвенировали ДНК и РНК в NYGC из опухолей, которые были удалены хирургическим путем у 15 человек с фиброламеллярной болезнью. Вычислительные биологи NYGC и сотрудники лаборатории Саймона в Университете Рокфеллера обсудили возможность использования серии компьютерных алгоритмов для поиска различий в последовательностях между образцами опухоли и образцами здоровой ткани печени.
Одна аномалия, которая действительно выделялась, и она присутствовала у всех 15 пациентов: фрагмент ДНК, который был сломан и воссоединился, создав мутировавший ген, который мог нанести ущерб телам людей с этим геном.«Мы обнаружили химерные РНК в образцах опухолей — полученные, когда делеции ДНК создают неестественные продукты, которые могут вызывать рак», — говорит Николас Робин, соавтор и компьютерный биолог NYGC. «Эту химеру никогда раньше не видели, поэтому мы верим, что она будет способствовать работе наших коллег из Рокфеллера и будущему Эланы. Миссия NYGC — проводить совместные геномные исследования, которые ускорят прогресс в медицине».
«Из-за делеции и последующего присоединения ДНК был создан новый ген, который представлял собой смесь двух предыдущих генов, названный химерой», — говорит Элана Саймон. «Было показано, что ряд других типов опухолей вызывается химерами, но этот уникален — он кодирует киназу, фермент, который модифицирует другие белки, который не был идентифицирован при раке». Кроме того, исследователи обнаружили, что киназа вырабатывается только в опухолевых клетках и постоянно активна. Они считают, что чрезмерное производство этой киназы может объяснить неконтролируемый рост опухоли.«Эти результаты были чрезвычайно обнадеживающими», — говорит Сэнфорд Саймон, старший автор исследования и глава лаборатории клеточной биофизики Рокфеллера. «Это необычно для генетического скрининга рака, чтобы выявить такую сильную мутацию-кандидат, и эта мутация присутствует у каждого отдельного пациента».
Для Эланы Саймон, которая заканчивает последний год в старшей школе и выполняла работу после школы и во время перемен, результаты являются не только научным успехом, но и очень личным: ее интерес к изучению болезни возник после того, как она сама начала учиться. шесть лет назад диагностировали фиброламеллярную болезнь. Исследование проводилось в сотрудничестве с хирургом, который удалил ее опухоль в 2008 году, Майклом П. ЛаКуалья, руководителем педиатрической хирургической службы при Мемориальном онкологическом центре им.
Слоуна Кеттеринга, и ее отцом Сэнфордом Саймоном, а также командой NYGC.Исследование также необычно тем, что оно финансировалось не за счет федерального гранта, а в основном за счет частных пожертвований от Фонда фиброламеллярного рака и нескольких индивидуальных доноров, чьи жизни были затронуты болезнью.
Дополнительную поддержку также оказали Медицинский институт Говарда Хьюза, Нью-Йоркский центр генома, Центр клинических и трансляционных наук Университета Рокфеллера и подарок Рокфеллерскому университету от анонимного донора.Лаборатория Саймона в настоящее время работает над тестированием воздействия химеры на клетки печени человека и мышей, чтобы дополнительно выяснить ее роль в заболевании. Если они смогут понять, что вызывает развитие опухолей, ученые смогут работать не только над их лечением — используя генетическую мишень, чтобы остановить рост рака, — но и ловить их еще до того, как они появятся.«Есть надежда, что мы сможем проверить кровь на наличие этой химеры, и пациентам не придется ждать, пока появятся опухоли, пока не станет слишком поздно, чтобы что-то с этим сделать», — говорит Сэнфорд Саймон.
Эта работа также может иметь значение для других видов рака. «Геномика позволяет нам классифицировать рак, основываясь не на органе, в котором он возникает, а на молекулярных изменениях, которые они вызывают», — говорит Сэнфорд Саймон. «Теперь, когда мы знаем об этой новой химерной киназе, мы можем искать ее в других формах рака и работать над разработкой новых инструментов, которые когда-нибудь радикально улучшат нашу способность бороться с болезнями».«NYGC очень рад, что эта работа станет нашим первым опубликованным примером взрывной силы сотрудничества между глубоко заинтересованными биологами, такими как сотрудники лаборатории Саймона, включая Элану Саймон, и вдумчивыми учеными-биоинформатиками, такими как Николас Робин и командой NYGC, которые так эффективно работали вместе с инструменты геномного секвенирования и анализа для обнаружения этого нового химерного белка и рака-мишени », — говорит Роберт Дарнелл, глава лаборатории молекулярной нейроонкологии Рокфеллера, исследователь HHMI, президент и научный директор NYGC. «Проделанная работа служит примером того, как сила междисциплинарной и межведомственной геномной науки может спасти жизни людей в Нью-Йорке и за его пределами».