«Идея очень проста, но очень важна», говорит Дэн Зэодореску, Мэриленд, доктор философии, директор Онкологического центра МЕДИ. «С нашими упорядочивающими и транскрипционными данными мы можем выяснить, какая из этих клеточных линий наиболее тесно соответствует человеческим опухолям. Как только мы знаем, которые матч, мы должны только использовать их в наших экспериментах, чтобы иметь лучшую возможность, что наши экспериментальные результаты тогда относятся к пациентам и их опухолям».Исследование использовало целое-exome упорядочивание, чтобы характеризовать генетические изменения, которые происходят на единственном уровне нуклеотида для всех генов в 25 клеточных линиях, обычно используемых в качестве моделей рака мочевого пузыря. Геном человека содержит приблизительно 3 миллиарда пар оснований, но только приблизительно 2 процента этих пар оснований представляют кодирующие белок гены, означая, что целые-exome упорядочивающие меры, которые генетические изменения сосредоточили на маленькой, но очень важной части генома (в противоположность методам целого упорядочивающего генома, который измеряет каждый нуклеотид через весь геном, независимо от того, выражены ли эти гены или тихи).
В сочетании с отдельной техникой, которая измеряет степень, которой выражен ген, исследователи тогда определили гены, которые были или видоизменены или функционально изменены через уровни экспрессии в этих клеточных линиях рака мочевого пузыря. В целом, исследование нашло и утвержденный 76 изменений в генах, связанных с раком в клеточных линиях, многие из которых вовлечены в активацию известных онкогенов включая TERT, TP53 и PIK3CA. Значительно, эта информация может тогда использоваться, чтобы сравнить генетические отклонения в клеточных линиях к человеческим образцам опухоли.Однако не все 76 генов были изменены во всех 25 клеточных линиях, приводящих к «подписям» генетических изменений, которые отличались между строками.
Как эти клеточные линии, не весь человеческий рак мочевого пузыря разделяет те же самые генетические изменения. Когда исследователи сравнили эти клеточные линии с данными человеческих опухолей, сохраненных в The Cancer Genome Atlas (TCGA), они нашли, что некоторые линии клеток лучше смоделировали некоторые человеческие опухоли.
«Вместо того, чтобы говорить ‘эти клетки похожи на апельсины, и эти пациенты похожи на апельсины, таким образом, они должны быть подобными’, это – эксперимент, чтобы функционально показать, насколько подобный или отличающийся эти человеческие опухоли к этим клеточным линиям на молекулярном уровне», говорит Зэодореску.Наряду с различиями в генных изменениях, больные раком мочевого пузыря также показывают различия в том, как хорошо они отвечают на определенные методы лечения. В этом случае исследователи задались вопросом, могли ли подписи, которые описывают генетические изменения в этих 25 клеточных линиях, предсказать, что состояние пациентов отнеслось с общей химиотерапией рака мочевого пузыря, цисплатином.«Другими словами, мы хотели удостовериться, что эти подписи были значащими в реальных, человеческих опухолях и не только экспонате того, чтобы быть выращенным в блюде», говорит Джеймс Костелло, доктор философии, следователь в Онкологическом центре МЕДИ и доцент в Отделе Медицинской школы МЕДИ Фармакологии.
Оказалось, что, на основе сравнения изменений, найденных в этих 25 клеточных линиях с изменениями, найденными в опухоли пациента, исследователи могли предсказать, кто ответил благоприятно и кто не поддавался лечению цисплатина.«Мы не предлагаем это как текущий диагностический или предвещающий инструмент», говорит Костелло, «но показывающий, что эти изменения имеют реальный эффект в человеческих опухолях, позволяет нам исследовать механизмы что использование опухолей, чтобы сопротивляться методам лечения как цисплатин».Например, гены в семье CDK регулируют клеточный цикл и обычно видоизменяются или удаляются при многих случаях рака. Вместе с генами CDK, CDKN2A и CDKN2B, сидит ген MTAP.
Поскольку раковые образования обычно удаляют гены CDKN2A/2B, соседний MTAP часто удаляется также. Вопрос состоял в том, функционально ли удаление MTAP при раке мочевого пузыря или является ли удаление просто пассажиром наряду с удалением CDKN2A/2B.
В этом исследовании Theodorescu, Костелло и коллеги смогли исследовать рак мочевого пузыря без удаления CDKN2A/2B с только удалением CDKN2A/2B и с соединенным CDKN2A/2B и удалением MTAP. Оказалось, что независимый от удаления CDKN2A/2B, MTAP-несовершенные клетки действуют по-другому, чем клетки с потерей CDNK2A/2B только. Это наблюдение было недавно поддержано независимым исследованием, которое указывает, что опухоли с MTAP/CDKN2A/2B потерей могут быть терапевтически предназначены.«MTAP был только недавно описан в контексте рака и нашей работы дальнейшие поддержки участие этого гена в развитии и развитии болезни», говорит Костелло.
Исследование описывает мутационный пейзаж клеточных линий рака мочевого пузыря. Это демонстрирует, что изменения в этих линиях клеток действительно соответствуют изменениям в образцах человеческого рака мочевого пузыря. И это демонстрирует гены и генные пути, которые могут быть функционально вовлечены в способность рака мочевого пузыря сопротивляться терапии.
«Философски, мы хотели обеспечить, рак мочевого пузыря выставляют атлас клеток, которые отражают человеческие опухоли, таким образом, наши коллективные эксперименты могли наиболее относиться к пациентам. Исследование также добавляет к нашему пониманию сопротивления развития и терапии болезни», говорит Зэодореску.