Informacija

Pronađite učestalost mutacija prema vrsti raka

Pronađite učestalost mutacija prema vrsti raka


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Postoji li negdje učestalost mutacija prema vrsti raka? Pa ako bih gledao CML, AML ili čak općenito nešto poput leukemije. Postoji li neka baza podataka koja bi sadržavala frekvencije mutacija? Tako da sam mogao otkriti da u leukemiji 50% karcinoma sadrži mutaciju T100G.

Pregledao sam COSMIC, ali nisam imao puno sreće.


Postoji jedan rad pod nazivom "Mutacijska heterogenost u raku i potraga za novim genima povezanim s rakom" iz "Atlasa genoma raka" koji bi vam trebao biti zanimljiv. Ovaj projekt ima za cilj mapirati mutacije koje se javljaju u različitim vrstama raka, jedan od rezultata je ova brojka (iz reference 1):

Sam projekt ima brojne podatke o različitim vrstama raka koji su dostupni na web stranici projekta, a koji se mogu naći u referenci 2.

Reference:

  1. Mutacijska heterogenost u raku i potraga za novim genima povezanim s rakom
  2. Web stranica projekta atlas genoma raka

CoMEt: statistički pristup za identifikaciju kombinacija međusobno isključujućih promjena u raku

Rak je heterogena bolest s različitim kombinacijama genetskih promjena koje potiču njegov razvoj kod različitih pojedinaca. Predstavljamo CoMEt, algoritam za identifikaciju kombinacija promjena koje pokazuju obrazac međusobne isključivosti među pojedincima, često uočene za promjene na istom putu. CoMEt uključuje točan statistički test uzajamne isključivosti i tehnike za istovremenu analizu više skupova međusobno isključujućih promjena i podtipova specifičnih promjena. Pokazujemo da CoMEt nadmašuje postojeće pristupe simuliranim i stvarnim podacima. Primjenjujemo CoMEt na pet različitih vrsta raka, identificirajući poznate gene i putove raka, te nove navodne gene raka.


Uvod

Receptori faktora rasta fibroblasta (FGFR) su visoko konzervirani, široko rasprostranjeni receptori transmembranske tirozin kinaze. Uključeni su u razvoj, diferencijaciju, preživljavanje stanica, migraciju, angiogenezu i karcinogenezu (1). U ljudi postoje četiri takva FGFR-a koji su tipični receptori za tirozin kinazu (FGFR1-4), i jedan koji nema unutarstaničnu domenu tirozin kinaze (FGFRL1 ili FGFR5). Postoji i 18 ljudskih liganda za FGFR, koji su poznati kao faktori rasta fibroblasta (1). Kad se FGF -i vežu na svoje srodne receptore, receptori se dimeriziraju, što dovodi do unutarstanične fosforilacije domena receptorske kinaze, kaskade unutarstanične signalizacije i transkripcije gena (2). FGF/FGFR signaliziraju kroz nekoliko unutarstaničnih puteva, uključujući Ras/Raf/MEK i put fosfatidilinositol-4,5-bisfosfat 3-kinaze (PI3K) -Akt (1). Sva četiri FGFR-a dijele strukturnu homologiju s receptorima vaskularnog endotelnog faktora rasta (VEGFR), receptorima faktora rasta iz trombocita (PDGFR) i drugim receptorima tirozin kinaze, što ima implikacije na farmakološku terapiju (2).

Specifične aberacije FGFR -a uočene su u udjelu određenih vrsta raka [npr. FGFR3 mutacije u karcinomu mjehura (3) i FGFR1 amplifikacija u plošnocelularnom karcinomu pluća (4)]. Neke od ovih abnormalnosti FGFR -a vjerojatno će biti "aberacije vozača". Također postoje dokazi da promjene u specifičnoj ekspresiji FGFR -a mogu biti povezane s prognozom ili osjetljivošću na liječenje raka (5-7).

Budući da većina dosad utvrđenih aberacija FGFR-a dovodi do povećanja funkcije, razumno je pretpostaviti da bi ciljanje ovih karcinoma inhibitorima FGFR-a bilo terapijski korisno (8). In vitro podaci ukazuju da je to doista tako (9). Nekoliko inhibitora tirozin kinaze (TKI) identificirano je kao inhibitori FGFR-a, uključujući ponatinib (AP24534), regorafenib (BAY 73-4506), lenvatinib (E7080), dovitinib (TKI258), lucitanib (E3810), nintedanib (BIBF 1120), drugi. Neki inhibitori FGFR također potiskuju VEGFR i dodatne receptore faktora rasta, dok su drugi selektivniji za inhibiciju FGFR (npr. NVP-BGJ398, AZD4547, JNJ-42756493, itd.). Trenutno su četiri inhibitora FGFR -a odobrena od FDA za liječenje raka. Najnoviji lijek koji inhibira FGFR i koji je odobrila FDA je lenvatinib, koji je odobren za jodomorni, dobro diferencirani karcinom štitnjače. Ostali lijekovi koji inhibiraju FGFR, a koji je odobrila FDA, uključuju regorafenib, odobren za uznapredovali kolorektalni karcinom i gastrointestinalne stromalne tumore (GIST), ponatinib, odobren za kroničnu mijeloičnu leukemiju (CML) rezistentnu na lijekove i akutnu limfocitnu leukemiju pozitivnu na Philadelphia kromosom (ALL) ) i pazopanib, odobren za karcinom bubrežnih stanica i sarkom. Ništa od ovoga nije odobreno od strane FDA -e na temelju ciljanog FGFR -a (ili bilo kojeg drugog molekularnog fenotipa). Hipoteza da bi odabir aberacije FGF/FGFR mogao povećati stope odgovora ili druge kliničke koristi testira se u nekoliko tekućih ispitivanja koja zahtijevaju aberacije FGF/FGFR za prihvatljivost. Ova i druga klinička ispitivanja rasvijetlit će specifične populacije pacijenata koje bi imale koristi od lijekova koji inhibiraju FGFR, a moguće i specifične molekularne aberacije koje predviđaju odgovor na te lijekove.

Zapravo, vrlo je vjerojatno da će optimiziranje kliničke korisnosti terapija usmjerenih na FGFR ovisiti o odgovarajućem odabiru populacije pacijenata. U tu je svrhu razvijanje jasnog razumijevanja krajolika aberacija FGFR -a kod različitih vrsta raka relevantno i potrebno za učinkovitiju uporabu ovih farmaceutskih sredstava. Tehnologija sekvenciranja sljedeće generacije omogućuje brzu i točnu identifikaciju ovih aberacija. Ovdje opisujemo krajolik abnormalnosti FGFR -a, uključujući mutacije, amplifikacije i preslagivanja u 4.853 uzorka pacijenata iz različitih vrsta raka.


RNF43 mutacija povezana je s agresivnom biologijom tumora zajedno s mutacijom BRAF V600E u desnostranom kolorektalnom karcinomu

Autorsko pravo: & copy Matsumoto et al. Ovo je članak s otvorenim pristupom distribuiran pod uvjetima Licence za dodjeljivanje autorskih prava Creative Commons.

Ovaj članak se spominje u:

Sažetak

Uvod

Jednostranost primarnog tumora ima prognostičku i prediktivnu vrijednost u metastatskom kolorektalnom karcinomu (CRC), pa se stoga pojavio kao novi biomarker (1,2). Nekoliko je analiza pokazalo da je desnostrani kolorektalni karcinom (RCRC) pokazao znatno lošiju prognozu od lijevog kolorektalnog karcinoma (LCRC) (3–5), a terapija anti-EGFR očito je koristila pacijentima s LCRC-om, dok su pacijenti s RCRC-om imali ograničenu korist ( 6-10). Međutim, mehanizam razlika između RCRC -a i LCRC -a nije do kraja razjašnjen.

RCRC i LCRC imaju različite kliničkopatološke i molekularne karakteristike. RCRC je općenito karakteriziran time što je češći kod žena, a povezan je s Lynchovim sindromom, sjedećim nazubljenim adenomom/polipom (SSA/P), signalizacijom proteinske kinaze aktiviranom mitogenom, velikom nestabilnošću mikrosatelita (MSI-H), nedostatkom gena za popravljanje neusklađenosti , Metilacija otoka CpG i mutacije KRAS i BRAF V600E (11–15). LCRC je češći kod muškaraca, a povezan je sa sindromom obiteljske adenomatozne polipoze, tradicionalnim nazubljenim adenomom (TSA), kromosomskom nestabilnošću, pojačanjem ERBB1 i ERBB2 te mutacijama APC, p53 i NRAS (11–15). Na temelju ovih kliničko -patoloških i molekularnih razlika, smatra se da je primarnost tumora povezana s prognozom i učinkovitošću ciljane terapije.

Mutacije u RNF43 zabilježene su u nekoliko solidnih tumora, poput kolorektalnog (16-18), želučanog (19), gušteračnog (20), jajnika (21) i raka endometrija (22). RNF43 kodira ubikvitin ligazu tipa RING tipa E3, a predviđa se da protein sadrži transmembransku domenu, domenu povezanu s proteazom, ektodmenu i citoplazmatsku domenu RING (23). Ekspresija RNF43 rezultira povećanom ubikvitinacijom friziranih receptora i promjenom njihove podstanične distribucije, što rezultira smanjenom površinskom razinom ovih receptora. Smatra se da RNF43 negativno regulira WNT signalizaciju i funkcionira kao supresor tumora. Gubitak RNF43 rezultira smanjenjem ili nedostatkom degradacije friziranih receptora, s poboljšanjem WNT signalizacije. U stanicama raka, inaktivacija RNF43 putem mutacije RNF43 jedan je od uzroka trajne aktivacije signalnog puta WNT (23).

Zupčana neoplazija, koja je prekancerozna lezija CRC -a, povezana je s primarnošću tumora: SSA/P je povezan s RCRC, dok je TSA povezan s LCRC (24). Nedavno je nekoliko studija otkrilo važnost mutacije RNF43 u putu nazubljene neoplazije, tj. Mutacija RNF43 bila je povezana s nazubljenim putem neoplazije, poput SSA/P (25) i TSA (26,27). Štoviše, zabilježeno je da je mutacija RNF43 u nazubljenoj neoplaziji povezana s mutacijom BRAF V600E (17), koja je prepoznata kao jedna od karakteristika RCRC -a i značajan negativan prognostički faktor u metastatskom CRC -u (1,2). Zajedno je pretpostavljeno da mutacija RNF43 može imati različite uloge u RCRC i LCRC. Nedavno je objavljeno da mutacije RNF43 doprinose tumorigenezi u RCRC -u (18). Međutim, do danas klinički značaj mutacije RNF43 nije u potpunosti istražen u skladu s primarnošću tumora. Pretpostavljeno je da se klinički značaj mutacija RNF43 razlikuje između RCRC i LCRC. Kako bi se ispitala ova hipoteza, ispitane su kliničkopatološke karakteristike i ishod preživljavanja pacijenata s mutacijom RNF43 u RCRC i LCRC.

Materijali i metode

Pacijenti

Ovo retrospektivno istraživanje odobrilo je Etičko povjerenstvo Medicinskog fakulteta Sveučilišta Niigata, a provedeno je u skladu s Helsinškom deklaracijom (G2015-0816). Sve metode provedene su u skladu s relevantnim smjernicama i propisima, a od pacijenata je dobiven pisani informirani pristanak. Ukupno 201 japanski pacijent (117 muških i 84 ženskih pacijenata prosječne dobi 65 godina, 30–94 godine) sa stadijem I – IV CRC prema AJCC -u, 7. izdanje (28) koji je podvrgnut primarnoj resekciji tumora između siječnja 2009. i Prosinca 2015. u Sveučilišnoj medicinskoj i zubnoj bolnici Niigata ili bolnici Niigata Cancer Center bili su uključeni u ovo istraživanje. Srednje razdoblje praćenja bilo je 34 mjeseca (raspon, 1–92 mjeseca). Uključeni su pacijenti s dijagnosticiranim adenokarcinomom. Pacijenti mlađi od 18 godina bili su isključeni. Isključeni su bolesnici sa sinkronim dvostrukim primarnim CRC -om ili drugim aktivnim istodobnim malignim bolestima, upalnom bolesti crijeva ili obiteljskom adenomatoznom polipozom. Nijedan pacijent nije primio neoadjuvantnu kemoterapiju. Kemoterapija se tipično primjenjivala prema smjernicama Japanskog društva za rak debelog crijeva i rektuma (JSCCR) (29). Adjuvantna kemoterapija, uključujući fluorouracil ili njegove derivate ± oksaliplatin, obično se primjenjivala u bolesnika u stadiju III tijekom šest mjeseci. Za pacijente s neresektabilnim metastatskim bolestima, primijenjena je molekularno ciljana terapija prema mutacijskom statusu RAS -a.

U ovoj analizi uspoređena je mutacijska prevalencija, spektar i učestalost mutacija RNF43 između naših kohortnih i TCGA uzoraka. Podaci o mutaciji za uzorke sekvencirane TCGA CRC (n = 489) dobiveni su s cBioPortala (https://www.cbioportal.org/) (30) za procjenu učestalosti mutacija.

Sveobuhvatna analiza genomskih sekvenci primarnih tumora

Kao što je prethodno opisano (15,31–34), uzorci fiksirani formalinom, ugrađeni u parafin (FFPE) korišteni su za sekvenciranje sljedeće generacije (NGS), te su procijenjene genetske promjene, uključujući RNF43. Ukratko, presjeci obojeni hematoksilinom i eozinom korišteni su za procjenu sadržaja tumora, kako bi se osiguralo da je prisutan> 50% tumorskog sadržaja. Gdje je bilo primjenjivo, neobojeni dijelovi su makrosecirani radi obogaćivanja sadržaja tumora. DNK je ekstrahirana pomoću BioStic FFPE Tissue DNA Isolation Kit (Mo Bio Laboratories, Inc.). Sve pripreme uzoraka, NGS i bioinformatičke analize provedene su u laboratoriju akreditiranom za CLIA/CAP (KEW, Inc.). Biblioteke DNA fragmenata (50–150 ng) pripremljene su i obogaćene za panel s 415 gena s CANCERPLEX verzijom 3.0 (KEW, Inc.). Prosječna dubina sekvenciranja od 500X postignuta je pomoću Illumina MiSeq ili NextSeq platformi. Vlasnička platforma za bioinformatiku i baza znanja korišteni su za obradu genomskih podataka i za identifikaciju više genomskih abnormalnosti, uključujući SNP -ove, male indekse, varijacije broja kopija i translokacije. Prag alelne frakcije od 10% korišten je za SNP-ove i indele, a korišteni su pragovi od> 2,5 puta za dobitak i 0,5 puta za gubitak. Tumori su procijenjeni na prisutnost MSI na temelju proširene ploče lokusa. Osim ploče Bethesda (35), korištena je zbirka od 950 regija koja se sastoji od tandem ponavljanja jednog, dva ili tri nukleotida s minimalnom duljinom od 10 baza (31). Opterećenje tumorske mutacije izračunato je kao broj nesinonimnih mutacija po megabazi sekvence na ploči (veličina ploče = 1,3 Mb).

RNF43 status i kliničko -patološke karakteristike

201 pacijent klasificiran je u RNF43 divlji tip ili RNF43 mutantni tip, štoviše, mutacijski tip RNF43 podijeljen je na desni RNF43 mutantni tip ili lijevi RNF43 mutantni tip prema primarnosti tumora. Operativnim nalazom utvrđeno je primarno mjesto tumora. Rak slijepog crijeva, uzlaznog debelog crijeva, savijanja jetre ili poprečnog debelog crijeva klasificiran je kao RCRC, dok je rak u fleksiji slezene, silaznom crijevu, sigmoidnom crijevu, rektosigmoidu ili rektumu klasificiran kao LCRC (15).

Statistička analiza

Statističke analize provedene su s IBM SPSS Statistics 22 (IBM Japan, Inc.). Fisherov točan test korišten je za procjenu povezanosti statusa RNF43 i kliničko -patoloških karakteristika. Kako bi se razjasnile kliničko-patološke karakteristike koje su neovisno povezane s mutacijom RNF43, u multivarijantnu su analizu uneseni čimbenici s P-vrijednošću <<0,10 u univarijantnim analizama. Provedena je logistička analiza kako bi se identificirali čimbenici koji su neovisno povezani s mutacijom RNF43. Stope petogodišnjeg općeg preživljavanja (OS) procijenjene su pomoću metode Kaplan-Meier. Log-rank test korišten je za procjenu značajnih razlika između podskupina. Smatra se da P-vrijednosti <0,05 ukazuju na statistički značajne razlike.

Rezultati

Promjena RNF43 u japanskom CRC -u

Do danas nije bilo studija o genetskim promjenama RNF43 među japanskim pacijentima s CRC -om, pa su genetske promjene RNF43 ocijenjene i uspoređene s podacima Atlasa genoma raka (TCGA) (https://www.cbioportal.org/). Besmislica RNF43 mutacija s pomakom okvira češće je opažena u RCRC -u u usporedbi s LCRC -om u obje japanske kohorte (P & lt0.001 slike 1A i 2A) i u uzorcima TCGA (P = 0.042 slike 1B i 2B).

Slika 1.

Mjesto i učestalost mutacija RNF43 u skladu s primarnošću tumora. (A) japanski uzorci (B) uzorci TCGA. TCGA, Atlas genoma raka.

Slika 2.

Oncoprint desnostranog RNF43 mutantnog tipa i lijevog RNF43 mutantnog tipa. (A) japanski uzorci (B) uzorci TCGA. TCGA, Atlas genoma raka.

Kliničkopatološke karakteristike u odnosu na status mutacije RNF43

Procjena panela od 415 gena uspješno je otkrila genetske promjene u svih 201 pacijenata. Procjena panela s 415 gena otkrila je da je 174 (87%) pacijenata bilo RNF43 divljeg tipa, a 27 (13%) pacijenata mutacijskog tipa RNF43. Mutacijski tip RNF43 bio je značajno povezan s dobi (≥65 P = 0,003), ženama (P = 0,006), odsutnošću venske invazije (P = 0,003), odsutnošću udaljenih metastaza (P = 0,021), mutacijom BRAF V600E (P & lt0. 001), te MSI-H (P <<0,001), te multivarijantna analiza otkrila je da su dob (≥65), odsutnost venske invazije i mutacija BRAF V600E neovisno povezane s mutacijom RNF43 (Tablica I).

Tablica I.

Renski status RNF43 i druge kliničko -patološke karakteristike u kolorektalnom karcinomu.

Tablica I.

Status gena RNF43 i druge kliničko -patološke karakteristike u kolorektalnom karcinomu.

RNF43 status gena Multivarijantno
Varijable Divlje N (%) Mutant N (%) Univarijantna P-vrijednost Omjer izgleda (95% CI) P-vrijednost
Starost (godine)
& lt65 94 (46) 6 (3) 0.003 1
≥65 80 (40) 21 (10) 3.04 (1.03–8.90) 0.042
Seks
Muški 108 (53) 9 (4) 0.006
Žena 66 (33) 18 (9)
Mjesto
Desna strana 44 (22) 12 (6) 0.062
Lijeva strana 130 (65) 15 (7)
Veličina tumora (mm)
& lt50 75 (37) 13 (6) 0.679
≥50 99 (49) 14 (7)
pT kategorija
T1, 2 20 (10) 4 (2) 0.539
T3, 4 154 (76) 23 (11)
Histopatološko ocjenjivanje
G1, 2 128 (63) 19 (9) 0.816
G3 46 (23) 8 (4)
Limfna invazija
Odsutnost 65 (32) 14 (7) 0.203
Prisutnost 109 (54) 13 (6)
Invazija vena
Odsutnost 35 (17) 13 (6) 0.003 1
Prisutnost 139 (69) 14 (7) 0.18 (0.06–0.52) 0.002
pN kategoriju
N0 49 (24) 10 (5) 0.362
N1, 2 125 (62) 17 (8)
cM kategorija
M0 72 (36) 18 (9) 0.021
M1 102 (51) 9 (4)
APC
Divlji tip 29 (14) 9 (4) 0.061
Mutantni 145 (72) 18 (9)
KRAS
Divlji tip 105 (52) 21 (10) 0.091
Mutantni 69 (34) 6 (3)
BRAF V600E
Divlji tip 171 (85) 17 (9) & lt0,001 1
Mutantni 3 (1) 10 (5) 45.68 (9.76–213.81) & lt0,001
MSI
MSI-H 7 (3) 8 (4) & lt0,001
MSS 167 (84) 19 (9)

[i] Fisherov točan test. CI, interval pouzdanosti MSI, mikrosatelitska nestabilnost MSI-H, mikrosatelitska nestabilnost visoka. Podebljano označava P & lt0.05.

Genetske promjene puta MAPK osim mutacije BRAF V600E u mutacijskom tipu RNF43

Sedamnaest od 27 pacijenata s tipom mutanta RNF43 nije imalo mutaciju BRAF V600E. Devet od 17 pacijenata imalo je mutacije osim BRAF V600E na putu MAPK: 6 pacijenata imalo je mutaciju KRAS, 3 pacijenta je imalo mutaciju BRAF ne-V600E, međutim, niti jedan pacijent nije imao mutaciju NRAS.

RNF43 mutantni tip prema primarnosti tumora

Među 27 pacijenata s mutacijom RNF43, 12 pacijenata je bilo s desne strane mutacijskog tipa RNF43, a 15 s lijeve strane s mutacijskim tipom RNF43. Kao što je otkriveno na slici 2A, 11 od 12 desnostranih RNF43 mutantnih tipova imalo je besmislene mutacije/pomak okvira, dok je 14 od 15 lijevostranih RNF43 mutiranih tipa imalo misensne mutacije. Desnostrani mutacijski tip RNF43 bio je značajno povezan s histopatološkim stupnjem 3 (P = 0,008), limfnom invazijom (P = 0,021), APC divljom (P = 0,003), mutacijom BRAF V600E (P & lt0,001), MSI-H (P = 0,008), a RNF43 besmislica/mutacija s pomakom okvira (P & lt0,001) u usporedbi s lijevom stranom RNF43 mutantnog tipa (Tablica II, slika 2A).

Tablica II.

Kliničko -patološke karakteristike prema jednostranosti primarnog tumora u RNF43 mutiranom kolorektalnom karcinomu.

Tablica II.

Kliničko -patološke karakteristike prema jednostranosti primarnog tumora u RNF43 mutiranom kolorektalnom karcinomu.

Strana primarnosti tumora
Varijable Desnostrani N (%) Lijevo N (%) P-vrijednost
Starost (godine)
& lt65 1 (4) 5 (18) 0.182
≥65 11 (40) 10 (37)
Seks
Muški 3 (11) 6 (22) 0.683
Žena 9 (33) 9 (33)
Veličina tumora (mm)
& lt50 5 (18) 8 (29) 0.704
≥50 7 (26) 7 (26)
pT kategorija
T1, 2 1 (4) 3 (11) 0.605
T3, 4 11 (40) 12 (44)
Histopatološko ocjenjivanje
G1, 2 5 (18) 14 (52) 0.008
G3 7 (26) 1 (4)
Limfna invazija
Odsutnost 3 (11) 11 (40) 0.021
Prisutnost 9 (33) 4 (15)
Invazija vena
Odsutnost 4 (15) 9 (33) 0.252
Prisutnost 8 (30) 6 (22)
pN kategoriju
N0 3 (11) 7 (26) 0.424
N1, 2 9 (33) 8 (30)
cM kategorija
M0 8 (30) 10 (37) 0.999
M1 4 (15) 5 (18)
APC
Divlji tip 8 (30) 1 (4) 0.003
Mutantni 4 (15) 14 (52)
KRAS
Divlji tip 11 (40) 10 (37) 0.182
Mutantni 1 (4) 5 (18)
BRAF V600E
Divlji tip 2 (7) 15 (55) & lt0,001
Mutantni 10 (37) 0 (0)
MSI
MSI-H 7 (26) 1 (4) 0.008
MSS 5 (18) 14 (52)
Varijante RNF43
Gluposti ili pomak okvira 11 (40) 1 (4) & lt0,001
Missense 1 (4) 14 (52)

[i] Fisherov točan test. MSI, mikrosatelitska nestabilnost MSI-H, mikrosatelitska nestabilnost-visoka. Podebljano označava P & lt0.05.

Ukupno preživljavanje u odnosu na status RNF43 i primarnost tumora

U 90 pacijenata sa stadijem I – III bolesti, mutacija RNF43 nije bila značajan prognostički faktor za petogodišnji OS (slika 3A), a primarnost tumora nije bila povezana s tipom mutanta RNF43.

Slika 3.

Ukupno preživljavanje prema statusu mutacije RNF43 i primarnosti tumora. (A) Sveukupno preživljavanje RNF43 divljeg tipa i RNF43 mutantnog tipa u stadiju I – III kolorektalnog karcinoma. (B) Sveukupno preživljavanje RNF43 divljeg tipa i RNF43 mutantnog tipa u stadiju IV kolorektalnog karcinoma. (C) Sveukupno preživljavanje RNF43 divljeg tipa, desnostranog RNF43 mutiranog tipa i lijevog RNF43 mutantnog tipa u stadiju IV kolorektalnog karcinoma.

U 111 pacijenata sa stadijem IV bolesti, mutacija RNF43 nije bila značajan prognostički faktor za OS (slika 3B). Međutim, kada je tip mutanta RNF43 podijeljen na desnostrani tip mutanta RNF43 ili lijevostrani tip mutanta RNF43, prema primarnosti tumora, desnostrani tip mutanta RNF43 pokazao je znatno lošije ukupno preživljavanje od RNF43 divljeg tipa i lijevo -strani RNF43 mutantni tip (P = 0,001 i P = 0,023, red. slika 3C). Što se tiče varijanti RNF43 mutacija, svi desni RNF43 mutantni tip imali su besmislenu mutaciju (R145X) ili mutaciju pomaka okvira (P192fs, S262fs, G659fs), dok su svi lijevi RNF43 mutantni tipovi imali missenzne mutacije (T58S, W200C, R221W, R519Q Tablica III). Sva četiri desnostrana tipa mutanta RNF43 bila su starija u dobi (≥65), žena i mutacijskog tipa BRAF V600E. Tri od četiri pacijenta s desnostranom mutacijom RNF43 imalo je dva ili više metastatskih mjesta, obrnuto, svih pet pacijenata s lijevostranom mutacijom RNF43 imalo je jedno metastatsko mjesto. Dok su svi pacijenti s desnostranim RNF43 mutantnim tipom podlegli raku, tri od pet pacijenata s lijevostranskim RNF43 mutantnim tipom bili su živi na posljednjem praćenju (Tablica III).

Tablica III.

Klinički tijek bolesnika mutacijskog tipa RNF43 s stadijem IV bolesti.

Tablica III.

Klinički tijek bolesnika mutacijskog tipa RNF43 s stadijem IV bolesti.

Genetske promjene Dob Seks Primarno mjesto tumora KRAS status BRAF status MSI status Opterećenje tumora Početna metastatska mjesta Liječenje Status preživljavanja (mjeseci nakon primarne resekcije tumora)
S262fs 71 Ž Pravo Divlji V600E MSS 19 Jetra, pluća, slezena, peritoneum R2 resekcija (primarna) → FOLFOX + Bmab → FOLFIRI Mrtav (8 mjeseci)
R145X 66 Ž Pravo Divlji 26_34del, V600E MSS 19 Para-aortni limfni čvor R0 resekcija (primarna i para-aortna LN) → pluća, recidiv LN → FOLFOX + Bmab Mrtav (13 mjeseci)
P192fs 80 Ž Pravo Divlji V600E MSS 18 Pluća R2 resekcija (primarna) → XELOX + Bmab Mrtav (20 mjeseci)
G659fs 78 Ž Pravo Divlji V600E MSI-H 48 Jetra, peritoneum R2 resekcija (primarna) → FOLFOX + Pmab Mrtav (8 mjeseci)
R519Q 35 Ž Lijevo Divlji Divlji MSS 10 Jetra R2 resekcija (primarna) → FOLFOX + Bmab → R0 resekcija (jetra) → Povratak jetre i pluća → FOLFOX + Bmab → FOLFIRI + Pmab Živ (44 mjeseca)
R519Q 86 M Lijevo Divlji Divlji MSS 11 Pluća R2 resekcija (primarna) → Xeloda → XELOX + Bmab → IRIS + Pmab Živ (45 mjeseci)
W200C 70 Ž Lijevo Divlji D594G MSS 19 Jetra R2 resekcija (primarna) → resekcija R0 (jetra) → recidiv jetre → resekcija R0 (jetra) Živ (40 mjeseci)
R221W 77 M Lijevo Divlji Divlji MSS 12 Jetra R2 resekcija (primarna) → XELOX → IRIS → Pmab Mrtav (11 mjeseci)
T58S 75 Ž Lijevo Divlji Divlji MSS 11 Jetra R2 resekcija (primarna) → XELOX + Bmab → resekcija R0 (jetra) → recidiv pluća Mrtav (41 mjesec)

[i] FOLFOX = 5FU + Leukovorin + Oksaliplatin FOLFIRI = 5FU + Leukovorin + Irinotekan XELOX = Xeloda + Oksaliplatin IRIS = Irinotekan + S-1. Bmab, Bevacizumab Pmab, Panitumumab MSS, mikrosatelitski stabilan.

Rasprava

Ova analiza ima tri glavna nalaza u vezi s mutacijama RNF43 u CRC -u. Prvo, većina mutacija RNF43 u RCRC -u bile su besmislene mutacije ili pomaci okvira, dok su one u LCRC -u bile missense mutacije. Drugo, desnostrani mutacijski tip RNF43 bio je značajno povezan s histopatološkom mutacijom stupnja 3 i BRAF V600E. Treće, desnostrani RNF43 mutantni tip pokazao je znatno lošiji OS od lijevog RNF43 mutantnog tipa. Ovi su rezultati pokazali da je desnostrani mutacijski tip RNF43 jedan od klinički važnih podtipova u CRC-u, a besmislene mutacije/pomaci okvira, zajedno s mutacijom BRAF V600E, mogu biti mogući uzrok lošije prognoze RCRC-a.

U ovoj je analizi otkriveno da je 13% japanskih pacijenata s CRC -om u ovoj studiji imalo mutacije RNF43, dok je 9% pacijenata u TCGA kohorti imalo mutacije RNF43 (36,37). Nedavno je nekoliko studija otkrilo ulogu mutacija RNF43 u nazubljenom neoplastičnom putu CRC -a. Hashimoto i sur. Izvijestili su da su mutacije gena WNT puta, uključujući mutaciju RNF43, češće u SSA/P s displazijom nego u SSA/P bez displazije, te su sugerirale da su mutacije gena WNT puta uključene u razvoj displazije u SSA/P ( 25). Tsai i sur. Izvijestili su o učestalosti mutacije RNF43 u SSA/P (10%) i TSA (28%), te su naveli da je mutacija RNF43 rana i specifična molekularna aberacija na putu nazubljene neoplazije (26). Yan i sur. Izvijestili su o RNF43 zametnoj liniji i somatskoj mutaciji zajedno s mutacijom BRAF V600E u nazubljenom putu neoplazije (16). Međutim, klinički značaj mutacije RNF43 nije u potpunosti razjašnjen, stoga su ispitane kliničkopatološke karakteristike mutacije RNF43, s naglaskom na povezanost između mutacije RNF43 i primarnosti tumora.

Koliko znamo, ovo je prva studija koja je istraživala ishod preživljavanja RNF43 mutantnog tipa prema primarnosti tumora u CRC-u. Prethodne studije su izvijestile da se mutacije žarišta, uglavnom s pomakom okvira (R117fs i G659fs), nalaze u mikrosatelitski nestabilnim SSA/P i CRC (23). U ovoj analizi istražen je 201 pacijent s stadijem I – IV CRC-a, te je otkriveno da je 11 od 12 desnostranog mutacijskog tipa RNF43 imalo besmislene mutacije/pomak okvira, dok je 14 od 15 lijevostranog mutacijskog tipa RNF43 imalo missense mutacije. Iako ekspresija proteina RNF43 nije istraživana, besmislica/mutacija pomaka okvira može biti uzrok gubitka funkcije proteina RNF43. Nagađa se da besmislica RNF43 mutacija s pomakom okvira može postati uzrok stimulacije signalnog puta WNT -a, a povezana je s agresivnom biologijom tumora RCRC -a.

Približno 5 do 9% pacijenata s CRC -om ima mutaciju BRAF V600E, a mutacija BRAF V600E prepoznata je kao poseban molekularni podtip CRC -a (1,2). Više je studija otkrilo da je mutacija BRAF V600E povezana s lošom prognozom metastatskog CRC-a (38,39), kao i slabim odgovorom na terapiju anti-EGFR u kasnijim linijama terapije (40,41). U ovoj je studiji otkriveno da je 10 od 12 desnostranih RNF43 mutiranih tipa imalo mutaciju BRAF V600E. Pretpostavlja se da su i mutacije RNF43 i BRAF V600E važne za biologiju tumora desnostranog mutacijskog tipa RNF43, tj. Besmislica RNF43 mutacija s pomakom okvira, zajedno s mutacijom BRAF V600E, induciraju poboljšanje i signalnih puteva WNT i MAPK, što rezultira u lošijoj prognozi kod desnostranog RNF43 mutantnog tipa.

U stadiju IV bolesti, otkriveno je da je desnostrani RNF43 mutantni tip pokazao znatno lošiji OS od lijevog RNF43 mutantnog tipa, a svi pacijenti s desnostranim RNF43 mutantnim tipom podlegli su svom karcinomu. Ovi rezultati sugeriraju da je desnostrani mutacijski tip RNF43 poseban podtip koji ima potencijalno lošiju prognozu. Smatramo da se mutacija RNF43 treba različito liječiti ovisno o primarnosti tumora, budući da se kliničko-patološke karakteristike i ishodi preživljavanja razlikuju između desnostranog RNF43 mutantnog tipa i lijevog RNF43 mutantnog tipa. Dakle, kako se treba odnositi prema ovom turobnom molekularnom podtipu ‘desnostrani RNF43 mutantni tip’? Trenutačno se desnostrani mutacijski tip RNF43 može tretirati isto kao i mutacijski tip BRAF V600E (1,2), budući da je otkriveno da je većina slučajeva mutacijskog tipa RNF43 u ovoj analizi imala mutaciju BRAF V600E. U budućnosti, WNT signalizacija plus BRAF inhibitori mogu se primijeniti za desnostrani mutacijski tip RNF43 (ClinicalTrials.gov Identifikator: NCT02278133).

Ova analiza ima neka ograničenja. Prvo, ova retrospektivna analiza provedena je u dvije institucije. Drugo, uključivao je mali broj pacijenata, studija je imala samo 90 pacijenata sa stadijem I – III bolesti. Buduća analiza trebala bi obuhvatiti veći broj pacijenata s CRC-om iz opsežnih multi-institucionalnih studija ili registra raka. Nagađa se da bi mikrobiom mogao biti povezan s kancerogenezom i fenotipom tumora, a određene bakterije mogu biti povezane s genetskim promjenama u CRC -u. Na primjer, zabilježeno je da je Fusobacterium nucleatum obogaćen tumorskim tkivom MSI-H CRC (42,43). Iako trenutno nemamo podataka koji povezuju mikrobiom s rezultatima našeg istraživanja, planiramo istražiti odnos između genetske promjene desnog bočnog CRC-a i mikrobioma pacijenta. Zajedno, ova je analiza važna za razjašnjenje kliničko-patoloških karakteristika i prognozu tipa mutanta RNF43 prema primarnosti tumora, te za olakšavanje istraživanja budućih strategija liječenja.

Zaključno, kliničko -patološke karakteristike i ishod preživljavanja pacijenata s mutacijom RNF43 mogu se razlikovati između RCRC i LCRC. U RCRC -u, mutacija RNF43 može biti mali, ali izrazit molekularni podtip koji je povezan s agresivnom biologijom tumora zajedno s mutacijom BRAF V600E. Buduće pretkliničke i kliničke studije možda će se morati usredotočiti na mutaciju RNF43 kako bi se poboljšao ishod preživljavanja u CRC -u.

Zahvalnice

Financiranje

Ovu studiju podržala je tvrtka Denka Co., Ltd. Tokyo, Japan, a djelomično i donacija JSPS KAKENHI br. JP18K08612 i JP17K10624.

Dostupnost podataka i materijala

Skupovi podataka korišteni i/ili analizirani tijekom trenutne studije dostupni su od odgovarajućeg autora na razuman zahtjev.

Autorski prilozi

YS i AM dali su značajan doprinos oblikovanju i tumačenju podataka te izradi članka. MaeN, HO, YoT, MasN, HK, YH, HI, MNag, HN, SM, YaT i TW dali su značajan doprinos prikupljanju kliničkih podataka i tumačenju podataka. YL i SO dali su značajan doprinos statističkoj analizi podataka i stvaranju brojki. TW je kritički revidirao rad i dao konačno odobrenje članka. Svi su autori pročitali i odobrili konačni rukopis.

Etičko odobrenje i pristanak za sudjelovanje

Ovo retrospektivno istraživanje odobrilo je Etičko povjerenstvo Medicinskog fakulteta Sveučilišta Niigata, a provedeno je u skladu s Helsinškom deklaracijom (G2015-0816). Sve metode provedene su u skladu s relevantnim smjernicama i propisima, a od pacijenata je dobiven pisani informirani pristanak.

Pristanak pacijenata za objavu

Konkurentni interesi

Autori ne izvještavaju o vlasničkom ili komercijalnom interesu za bilo koji spomenuti proizvod ili koncept o kojem se govori u ovom članku.

Reference

Nacionalna sveobuhvatna mreža za borbu protiv raka,. Smjernice NCCN-ove kliničke prakse u onkologiji-raku debelog crijeva (verzija 2, 2019). https://www.nccn.org/professionals/physician_gls/pdf/colon.pdf

Van Cutsem E, Cervantes A, Adam R, Sobrero A, Van Krieken JH, Aderka D, Aranda Aguilar E, Bardelli A, Benson A, Bodoky G, et al: ESMO konsenzusne smjernice za liječenje pacijenata s metastatskim kolorektalnim karcinomom. Ann Oncol. 27: 1386–1422. 2016. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Loupakis F, Yang D, Yau L, Feng S, Cremolini C, Zhang W, Maus MK, Antoniotti C, Langer C, Scherer SJ, et al: Položaj primarnog tumora kao prognostički faktor u metastatskom kolorektalnom karcinomu. J Natl Cancer Inst. 107: dju4272015. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Weiss JM, Pfau PR, O'Connor ES, King J, LoConte N, Kennedy G i Smith MA: Smrtnost po fazama za rak debelog crijeva desne i lijeve strane: Analiza nadzora, epidemiologija i krajnji rezultati-podaci Medicare-a. J Clin Oncol. 29: 4401–4409. 2011. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Ishihara S, Murono K, Sasaki K, Yasuda K, Otani K, Nishikawa T, Tanaka T, Kiyomatsu T, Kawai K, Hata K, et al: Utjecaj lokacije primarnog tumora na postoperativni recidiv i naknadnu prognozu u nemetastatskom karcinomu debelog crijeva: A multicentrična retrospektivna studija pomoću analize skora sklonosti. Ann Surg. 267: 917–921. 2018. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Holch JW, Ricard I, Stintzing S, Modest DP i Heinemann V: Značaj primarne lokacije tumora u bolesnika s metastatskim kolorektalnim karcinomom: Meta-analiza kliničkih ispitivanja prve linije. Eur J Rak. 70: 87–98. 2017. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Petrelli F, Tomasello G, Borgonovo K, Ghidini M, Turati L, Dallera P, Passalacqua R, Sgroi G i Barni S: Prognostičko preživljavanje povezano s lijevim ili desnostranim rakom debelog crijeva: sustavni pregled i meta-analiza. JAMA Oncol. 3: 211–219. 2017. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Tejpar S, Stintzing S, Ciardiello F, Tabernero J, Van Cutsem E, Beier F, Esser R, Lenz HJ i Heinemann V: Prognostička i prediktivna važnost lokacije primarnog tumora u pacijenata s metastatskim kolorektalnim karcinomom divljeg tipa RAS: Retrospektivne analize pokusi CRYSTAL i FIRE-3. JAMA Oncol. 3: 194–201. 2017. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Arnold D, Lueza B, Douillard JY, Peeters M, Lenz HJ, Venook A, Heinemann V, Van Cutsem E, Pignon JP, Tabernero J, et al: Prognostička i prediktivna vrijednost primarne tumorske strane u pacijenata s RAS metastazama divljeg tipa kolorektalni karcinom liječen kemoterapijom i protutijelima usmjerenim EGFR -om u šest randomiziranih ispitivanja. Ann Oncol. 28: 1713-1729. 2017. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Boeckx N, Koukakis R, Op de Beeck K, Rolfo C, Van Camp G, Siena S, Tabernero J, Douillard JY, André T i Peeters M: Primarna tumorska strana ima utjecaj na prognozu i ishod liječenja u metastatskom kolorektalnom karcinomu: rezultati iz dvije randomizirane studije prve linije panitumumaba. Ann Oncol. 28: 1862–1868. 2017. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Breivik J, Lothe RA, Meling GI, Rognum TO, Børresen-Dale AL i Gaudernack G: Različiti genetski putevi do proksimalnog i distalnog kolorektalnog karcinoma pod utjecajem čimbenika povezanih sa spolom. Int J Rak. 74: 664–669. 1997. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Iacopetta B: Postoje li dvije strane kolorektalnog karcinoma? Int J Rak. 101: 403–408. 2002. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Hutchins G, Southward K, Handley K, Magill L, Beaumont C, Stahlschmidt J, Richman S, Chambers P, Seymour M, Kerr D, et al: Vrijednost popravka neusklađenosti, mutacije KRAS -a i BRAF -a u predviđanju recidiva i koristi od kemoterapije kod kolorektalnog karcinoma. J Clin Oncol. 29: 1261–1270. 2011. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Shen H, Yang J, Huang Q, Jiang MJ, Tan YN, Fu JF, Zhu LZ, Fang XF i Yuan Y: Različite strategije liječenja i molekularne značajke između raka desne i lijeve strane debelog crijeva. Svjetski J Gastroenterol. 21: 6470–6478. 2015. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Shimada Y, Kameyama H, Nagahashi M, Ichikawa H, Muneoka Y, Yagi R, Tajima Y, Okamura T, Nakano M, Sakata J, et al: Sveobuhvatno genomsko sekvenciranje otkriva važne genetske razlike između desno i lijevo kolorektalnog karcinoma . Oncotarget. 8: 93567–93579. 2017. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Yan HHN, Lai JCW, Ho SL, Leung WK, Law WL, Lee JFY, Chan AKW, Tsui WY, Chan ASY, Lee BCH, et al: RNF43 zametna linija i somatska mutacija na nazubljenom putu neoplazije i njena povezanost s mutacijom BRAF. Crijevo. 66: 1645–1656. 2017. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Eto T, Miyake K, Nosho K, Ohmuraya M, Imamura Y, Arima K, Kanno S, Fu L, Kiyozumi Y, Izumi D, et al: Utjecaj mutacija gubitka funkcije u lokusu RNF43 na razvoj kolorektalnog karcinoma i napredovanje. J Pathol. 245: 445–455. 2018. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Lai C, Sun W, Wang X, Xu X, Li M, Huang D, Xu E, Lai M i Zhang H: RNF43 mutacije s pomakom okvira pridonose tumourigenezi kod raka desne strane debelog crijeva. Pathol Res Pract. 215: 1524532019. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Wang K, Yuen ST, Xu J, Lee SP, Yan HH, Shi ST, Siu HC, Deng S, Chu KM, Law S, et al: Sekvenciranje cijelog genoma i sveobuhvatno molekularno profiliranje identificiraju nove pokretačke mutacije u karcinomu želuca. Nat Genet. 46: 573-582. 2014. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Jiang X, Hao HX, Growney JD, Woolfenden S, Bottiglio C, Ng N, Lu B, Hsieh MH, Bagdasarian L, Meyer R, et al: Inaktiviranje mutacija RNF43 dovodi do ovisnosti o Wntu u duktalnom adenokarcinomu gušterače. Proc Natl Acad Sci USA. 110: 12649–12654. 2013. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Ryland GL, Hunter SM, Doyle MA, Rowley SM, Christie M, Allan PE, Bowtell DD Australian Cancer Ovarian Study Group, Gorringe KL i Campbell IG: RNF43 je tumor supresorski gen mutiran u mucinoznim tumorima jajnika. J Pathol. 229: 469-476. 2013. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Giannakis M, Hodis E, Jasmine Mu X, Yamauchi M, Rosenbluh J, Cibulskis K, Saksena G, Lawrence MS, Qian ZR, Nishihara R, et al: RNF43 je često mutiran u kolorektalnom i endometrijskom karcinomu. Nat Genet. 46: 1264–1266. 2014. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Serra S i Chetty R: Rnf43. J Clin Pathol. 71: 1–6. 2018. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Bosman FT, Carneiro F, Hruban RH i Theise ND: WHO klasifikacija tumora probavnog sustava. 4.IARC Lyon: 2010

Hashimoto T, Yamashita S, Yoshida H, Taniguchi H, Ushijima T, Yamada T, Saito Y, Ochiai A, Sekine S i Hiraoka N: Mutacije gena na putu WNT povezane su s prisutnošću displazije u kolorektalnom kitnjastom nazubljenom adenomu/polipu. Am J Surg Pathol. 41: 1188–1197. 2017. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Tsai JH, Liau JY, Yuan CT, Lin YL, Tseng LH, Cheng ML i Jeng YM: RNF43 je rani i specifični mutirani gen u nazubljenom putu, s povećanom učestalošću u tradicionalnom nazubljenom adenomu i s njim povezanom malignosti. Am J Surg Pathol. 40: 1352-1359. 2016. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Sekine S, Yamashita S, Tanabe T, Hashimoto T, Yoshida H, Taniguchi H, Kojima M, Shinmura K, Saito Y, Hiraoka N, et al: Česte fuzije PTPRK-RSPO3 i mutacije RNF43 u kolorektalnom tradicionalnom nazubljenom adenomu. J Pathol. 239: 133–138. 2016. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Edge SB, Byrd DR, Compton CC, Fritz AG, Greene FL i Trotti A: AJCC Cancer Staging Manual. 7. Springer New York: 2010

Watanabe T, Muro K, Ajioka Y, Hashiguchi Y, Ito Y, Saito Y, Hamaguchi T, Ishida H, Ishiguro M, Ishihara S, et al: Japansko društvo za rak debelog crijeva i rektuma (JSCCR) smjernice 2016 za liječenje kolorektalnog karcinoma. Int J Clin Oncol. 23: 1–34. 2018. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Cerami E, Gao J, Dogrusoz U, Gross BE, Sumer SO, Aksoy BA, Jacobsen A, Byrne CJ, Heuer ML, Larsson E, et al: Portal za genomiku raka cBio: Otvorena platforma za istraživanje višedimenzionalnih podataka o genomici raka. Otkriće raka. 2: 401–404. 2012. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Nagahashi M, Wakai T, Shimada Y, Ichikawa H, Kameyama H, Kobayashi T, Sakata J, Yagi R, Sato N, Kitagawa Y, et al: Genomski krajolik kolorektalnog karcinoma u Japanu: Kliničke implikacije sveobuhvatnog genomskog sekvenciranja za preciznu medicinu . Genom Med. 8: 1362016. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Shimada Y, Yagi R, Kameyama H, Nagahashi M, Ichikawa H, Tajima Y, Okamura T, Nakano M, Nakano M, Sato Y, et al: Korisnost sveobuhvatnog genomskog sekvenciranja za otkrivanje HER2-pozitivnog kolorektalnog karcinoma. Hum Pathol. 66: 1–9. 2017. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Shimada Y, Tajima Y, Nagahashi M, Ichikawa H, Oyanagi H, Okuda S, Takabe K i Wakai T: Klinički značaj mutacija BRAF Non-V600E u kolorektalnom karcinomu: retrospektivna studija dvije institucije. J Surg Res. 232: 72–81. 2018. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Oyanagi H, Shimada Y, Nagahashi M, Ichikawa H, Tajima Y, Abe K, Nakano M, Kameyama H, Takii Y, Kawasaki T, et al: Promjena SMAD4 povezuje se s invazivnim prednjim patološkim biljezima i lošom prognozom u kolorektalnom karcinomu. Histopatologija. 74: 873–882. 2019. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Boland CR, Thibodeau SN, Hamilton SR, Sidransky D, Eshleman JR, Burt RW, Meltzer SJ, Rodriguez-Bigas MA, Fodde R, Ranzani GN i Srivastava S: Nacionalna radionica instituta za rak o nestabilnosti mikrosatelita za otkrivanje raka i obiteljsku predispoziciju: Razvoj međunarodnih kriterija za određivanje nestabilnosti mikrosatelita u kolorektalnom karcinomu. Rak Res. 58: 5248–5257. 1998.PubMed/NCBI

Atlas mreža genoma raka,. Sveobuhvatna molekularna karakterizacija humanog raka debelog crijeva i rektuma. Priroda. 487: 330–337. 2012. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Tol J, Nagtegaal ID i Punt CJ: BRAF mutacija u metastatskom kolorektalnom karcinomu. N Engl J Med. 361: 98–99. 2009. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Douillard JY, Oliner KS, Siena S, Tabernero J, Burkes R, Barugel M, Humblet Y, Bodoky G, Cunningham D, Jassem J, et al: Liječenje Panitumumab-FOLFOX4 i RAS mutacije u kolorektalnom karcinomu. N Engl J Med. 369: 1023-1034. 2013. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Peeters M, Oliner KS, Parker A, Siena S, Van Cutsem E, Huang J, Humblet Y, Van Laethem JL, André T, Wiezorek J, et al: Masivno paralelno multigensko sekvenciranje tumora za procjenu odgovora na panitumumab u randomiziranoj fazi III proučavanje metastatskog kolorektalnog karcinoma. Clin Cancer Res. 19: 1902–1912. 2013. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Seymour MT, Brown SR, Middleton G, Maughan T, Richman S, Gwyther S, Lowe C, Seligmann JF, Wadsley J, Maisey N, et al: Panitumumab i irinotekan naspram samo irinotekana za bolesnike s divljim tipom KRAS-a, rezistentnim na fluorouracil napredni kolorektalni karcinom (PICCOLO): prospektivno stratificirano randomizirano ispitivanje. Lancet Oncol. 14: 749–759. 2013. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Lee DW, Han SW, Kang JK, Bae JM, Kim HP, Won JK, Jeong SY, Park KJ, Kang GH i Kim TY: Povezanost između fusobacterium nucleatum, mutacije na putu i prognozu pacijenata u kolorektalnom karcinomu. Ann Surg Oncol. 25: 3389–3395. 2018. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI

Hamada T, Zhang X, Mima K, Bullman S, Sukawa Y, Nowak JA, Kosumi K, Masugi Y, Twombly TS, Cao Y, et al: Fusobacterium nucleatum u kolorektalnom karcinomu odnosi se na imunološki odgovor različito prema statusu tumorske mikrosatelitske nestabilnosti. Cancer Immunol Res. 6: 1327–1336. 2018. Pogledajte članak: Google učenjak: PubMed/NCBI


Metode

Izvori podataka.

Podaci o mutacijama dobiveni su iz dodatnog internetskog materijala s ref. 1 i 3 (karcinom dojke i kolorektalni karcinom), ref. 5 (glioblastom multiforme), ref. 4 (rak gušterače), i ref. 2 (proteinske kinaze). Genske sekvence i bilješke otoka CpG preuzete su iz baze podataka Genome Browser Sveučilišta California, Santa Cruz (UCSC), izdanje hg18, osim za sliku 3, koja je koristila hg17 (34). Gdje je bilo potrebno, upotrijebili smo alat UCSC liftOver za pretvaranje koordinata mutacije iz građe ljudskog genoma 35 u izgradnju 36. Za analize specifične za tip, tumori su klasificirani prema tkivu podrijetla. Normalizirani podaci o ekspresiji gena dobiveni su iz pristupnog broja serije GEO (35) GSE5764 (31).

Filtriranje podataka.

Dobili smo popis gena sekvenciranih u ref. 3 i njihovi RefSeq (28) identifikatori iz tablice PCR početnica u dopunskom mrežnom materijalu (3). Odbacili smo gene koji više nisu u RefSequ (izdanje 35) i 68 gena koji sadrže ukupno 112 nesinonimnih mutacija koje se nisu mogle pomiriti sa sekvencama dobivenim iz baze podataka UCSC Genome Browser (34). Za modele gena koji se preklapaju (dijele dio kodirajućeg egzona), za analizu je odabran model gena za koji je prijavljeno da sadrži mutaciju, ili ako nije pronađena mutacija, odabran je model gena s najdužim kodirajućim nizom. Naš konačni skup gena sadržavao je 17.180 gena koji se ne preklapaju prisutni u RefSeq izdanju 35 (ožujak 2009). Genomske koordinate u nekim FASTA -inim zaglavljima korigirane su kako bi odražavale činjenicu da su uključeni kratki međugenični nizovi. Uklonili smo sve mutacije iz multiformnog tumora glioblastoma BR27P, koji je imao 17 puta višak mutacija koje su očito posljedica kemoterapije (5). Većina podataka o mutacijama za rak dojke i kolorektalnog karcinoma potječe iz ref. 1, koja nije prijavila sinonimne zamjene. Radi kompatibilnosti među studijama, sinonimne zamjene isključene su iz naše analize podataka iz ref. 3–5, osim pri analizi sinonimnih nasuprot nesinonimnih frekvencija zamjene. Analize podataka iz ref. 3–5 uključivali su samo one gene analizirane u ref. 3. Također smo isključili mutacije na intronskim mjestima spajanja. Analiza podataka o mutacijama iz ref. 1 za sliku 3 korištena je verzija 1 genskog skupa konsenzus kodirajuće sekvence (CCDS) (36) umjesto RefSeq.

Identifikatori i sekvence RefSeq (28) dobiveni su iz preglednika genoma UCSC (izdanje hg18) za 498 od 518 gena analiziranih u ref. 2. Položaji točkastih mutacija navedeni u ref. 2 su ručno pripremljene za rješavanje nedosljednosti između RefSeq sekvenci i sekvenci preuzetih iz baze podataka Cancer Genome Project (CGP) (http://www.sanger.ac.uk/genetics/CGP/Studies/Kinases/). Za pet gena ručno smo ispravili prividne pogreške pomaka okvira u sekvencama RefSeq. Geni koji sadrže mutacije koje nisu bile u skladu s CGP sekvencama nisu uključeni. U obzir su uzete samo mutacije točke kodiranja slijeda identificirane kao dio glavnog ekrana. Isključili smo podatke iz glioma i akutnih limfocitnih leukemija (jer su u tim uzorcima sekvencirane samo domene kinaze), iz tumora s nedostatkom MMR-a i iz tipova raka s mutacijama <20 bodova nakon filtriranja, koji su ostavili dojku, kolorektalni, želučani, plućni, melanom , karcinom jajnika i bubrega. Također smo odbacili 47 mutacija za koje se mutirani nukleotid i dva bočna nukleotida sa svake strane nisu podudarali u sekvencama RefSeq i CGP ili koje su imale nedosljedne položaje kodona u dvije sekvence. Od 1.007 ukupnih mutacija prijavljenih za glavni ekran u ref. 2, 610 prošlo je te filtere.

Analiza.

Prilagođeni softver napisan je za određivanje nukleotidnog konteksta i CpG otočnog članstva baza u sekvenciranim genima. Statistička analiza provedena je pomoću statističkog paketa R (37).

Nesinonimne frekvencije izračunate su dijeljenjem broja mutacija na položajima drugog kodona (na kojima su zamjene uvijek nesinonimne) s brojem sekvenciranih kodona. Učestalosti sinonimnih mutacija izračunate su dijeljenjem broja mutacija na 4-puta degeneriranim mjestima (na kojima su zamjene uvijek sinonimne) s brojem 4-puta degeneriranih mjesta u nizu. Izuzimamo web stranice na kojima su moguće i sinonimne i nesinonimne zamjene kako bi se izbjegli problemi koji se odnose na razlike u stopama između vrsta zamjena. Nenormalne i istoznačne frekvencije izračunate su zasebno za svaku vrstu raka i kontekst dinukleotida (CpG na otoku, CpG na obali od 2 kb, drugi CpG, TpC/GpA ili drugi). Sveukupni nesinonimni/sinonimni omjeri frekvencija izračunati su uzimanjem ponderiranog prosjeka omjera frekvencija za svaki nukleotidni kontekst, koristeći kao pondere obrnutu vrijednost varijance svakog omjera frekvencija, izračunatu kako je opisano u odjeljku 3.1. 38. P vrijednosti za ukupne omjere frekvencija izračunate su pomoću dvostranog Z testa.

Frekvencije mutacija za podatke iz ref. 1 i 3–5 izračunati su dijeljenjem opaženog broja nesinonimnih mutacija određene vrste (npr. CpG na otoku) s brojem nesinonimnih sekvenciranih mjesta tog tipa pomoću podataka za otkrivanje. Frekvencije mutacije za podatke iz ref. 2 izračunate su dijeljenjem uočenog broja sinonimnih i nesinonimnih mutacija određene vrste s brojem sekvenciranih mjesta te vrste pomoću podataka glavnog zaslona. Za usporedbe frekvencija, 2 × 2 tablice nepredviđenih situacija konstruirane su sa stavkama jednakim broju mutiranih i nemutiranih sekvenciranih baza za svaku od dvije frekvencije koje se uspoređuju. P vrijednosti su izračunate korištenjem Fisherovog točnog testa. Intervali povjerenja izračunati su normalnom aproksimacijom binoma.

Podaci o ekspresiji gena obrađeni su pomoću prilagođenih skripti. Vrijednosti pojedinačne ekspresije za svaki RefSeq gen i stanje izračunate su uzimanjem prosjeka preslikavanja skupova sondi na taj gen, prema Affymetrix anotaciji Build 28. Geni su zatim rangirani prema njihovoj medijani ekspresije u svim replikama raka ili normalnog tkiva i podijeljeni u dva jednaka kategorije velikih dimenzija (visoki i niski izraz). Softver je dostupan od autora na zahtjev.


Zaključak

Napredak u razumijevanju različitih vrsta raka na molekularnoj razini dogodio se iznimno u posljednjih nekoliko desetljeća. Prva generacija inhibitora EGFR pokazala je da terapija raka pluća na temelju biomarkera može rezultirati općenito boljim ishodom pacijenata. Tako će poznavanje čimbenika koji koreliraju skupljanje tumora i/ili stabilnost tumora pomoći donijeti odluku o lijekovima koji će se usvojiti u budućnosti. Tumorski antigen melanoma PRAME i glutation-S-transferaza (GST) trebali bi biti


Kad BRCA mutacija napravi razliku

The BRCA1 i BRCA2 geni daju upute za stvaranje proteina koji popravljaju oštećenu DNK. Kad su ti proteini mutirani, stanice akumuliraju više oštećenja DNA, što može dovesti do raka. Kao i svi geni, BRCA1 i BRCA2 dolaze u parovima stanice imaju dvije kopije svakog gena.

Obično je osoba s BRCA mutacijom podobna za liječenje lijekom koji se naziva PARP inhibitor. Ovaj oblik ciljane terapije sprječava stanice da poprave drugu vrstu oštećenja DNA. U stanicama raka koje već imaju nedostatak popravka DNA zbog mutiranog BRCA gena, dodatna uvreda inhibitora PARP uzrokuje njihovu smrt.

No, ovaj pristup liječenju pretpostavlja da BRCA mutacija u tumoru uvijek čini razliku. Novi rezultati ukazuju na to da & rsquos nije slučaj.

Philip Jonsson, računalni biolog u MSK -u i prvi autor rada, analizirao je DNK sekvence 17.152 MSK pacijenata kojima je dijagnosticiran jedan od 55 tipova raka. Utvrdio je učestalost zametnih linija i somatskih mutacija u genima BRCA, kao i vrste tumora u kojima su se te mutacije najčešće nalazile. (Mutacije zametnih linija prisutne su u svakoj stanici u tijelu, dok su somatske mutacije prisutne samo u stanicama raka.) Među tumorima s mutiranim BRCA genom, zatim je potražio znakove mutacije u drugoj kopiji relevantnog gena BRCA i Nedostatak popravka DNK. Kad su obje kopije BRCA gena mutirane u tumoru, to je znak da je nedostatak popravka DNA važan za njegovu biologiju.

Očekivano, i zametne i somatske BRCA mutacije bile su najčešće u onim vrstama raka za koje se u povijesti smatralo da su pokretači BRCA: tumori dojke, jajnika, prostate i gušterače. Te iste vrste tumora bile su i one u kojima su obje kopije BRCA gena mutirane i pronađeni su dokazi nedostatka popravka DNA.

Kod drugih visoko raširenih karcinoma & mdash karcinoma pluća i raka debelog crijeva, na primjer & mdash zametne linije i somatske BRCA mutacije dogodile su se, ali bile su rjeđe. A kad su se i dogodile, gotovo nikada nisu bile povezane s mutacijom u drugoj kopiji gena. Niti su ti rakovi pokazali dokaze o nedostatku popravka DNK. Istraživačima je to impliciralo da su BRCA mutacije u tim tumorima uglavnom slučajne.


Vožnja, ali ne i kodiranje

Još jedan rad, objavljen u časopisu Nature, usredotočeni na mutacije pokretača u regijama genoma koje ne kodiraju proteine. Znanstvenici su bili iznenađeni što su pronašli tako malo ovih nekodirajućih pokretača, s obzirom da 99 posto genoma nije kodirano. Tim je otkrio da samo 13 posto vozača identificiranih u ovoj analizi nisu kodirani.

“Kad su ljudi počeli sekvencirati cijele genome, postojalo je očekivanje da ćemo pronaći nekodirajuće upravljačke programe istim redoslijedom kao i upravljačke programe koji kodiraju proteine. Bilo je pomalo iznenađujuće da nismo pronašli onoliko koliko smo očekivali ”, rekla je Esther Rheinbay, pridružena članica Instituta Broad i jedna od prvih autorica rada za nekodiranje upravljačkih programa, koja je također docent medicine u HMS -u i Centru za rak MGH. Jeremiah Wala i Ofer Shapira, bivši članovi laboratorija Beroukhim, također su prvi autori, a Getz i Beroukhim stariji su koautori ove studije.

Iako nekodirajući pokretači mogu jednostavno odigrati manju ulogu u raku nego što se ranije pretpostavljalo, oni bi također mogli biti relativno rijetki i teže ih pronaći, što znači da potraga za ovim pokretačima nije gotova.

"Jedno pitanje koje ove studije ističu je da još uvijek nemamo dovoljno podataka o genomu raka", rekao je Rheinbay. "Trebamo još puno čitavih sekvenci genoma raka - koji će doći u bliskoj budućnosti zbog smanjenja troškova sekvenciranja DNA."

Getz je dodao da bi saznanje gdje se ti nekodirajući pokretači nalaze u genomu-uglavnom u regulatornim regijama-moglo pomoći u fokusiranju budućih studija na te regije. "Ako dovoljno suzimo pretraživanje, mogli bismo generirati isplative testove koji bi nam omogućili proučavanje većeg broja uzoraka tumora po nižoj cijeni", rekao je.


Kako uobičajena mutacija raka zapravo potiče rak - i kako to ispraviti

Genetske mutacije su iskra i gorivo za rak. Na stotine DNK mutacija povezano je s rakom kod ljudi, pa ih je lakše nego ikad pronaći i katalogizirati zahvaljujući novim genomskim tehnologijama.

No, i dalje je teško otkriti što te mutacije podstiču rast raka kako bi znanstvenici mogli osmisliti nove tretmane za intervenciju.

U novom istraživanju objavljenom u srijedu u časopisu Priroda, skupina suradnika od obale do obale primijenila je snažnu novu metodu upravo za to. Tim je pokazao kako jedan obično mutirani gen zapravo potiče rast raka i kako mu se potencijalno suprotstaviti.

"Čak i za vrlo dobro proučene mutacije često nije očito koji su to specifični temeljni procesi koji potiču rast raka", rekao je suvoditelj studije, dr. Robert Bradley iz Centra za istraživanje raka Fred Hutchinson u Seattleu. "Kad shvatimo kako preslikati mutaciju na razvoj raka, tada možemo početi razmišljati o tome kako blokirati taj proces za terapiju."

Gen koji su Bradley i suradnici proučavali, nazvan SF3B1, mutiran je na 19 različitih načina u nekoliko različitih vrsta raka koje su promatrali. Taj je gen toliko kritičan za temeljni stanični proces da kad mutira, stvari se sjebu po cijeloj stanici.

Najveće iznenađenje znanstvenika bilo je to što se iz sve ove složenosti pojavio elegantno jednostavan odgovor. Bez obzira na to kako je SF3B1 bio mutiran, bez obzira na vrstu raka koju su pregledali, bez obzira na to što je u stanicama još bilo loše, samo je jedan ključni proces bio središnji u poticanju rasta raka.

(Kakav je to bio proces? Više o tom zapletu kasnije.)

Nakon što su saznali koji je problematični mehanizam, znanstvenici su mogli intervenirati. Kod miševa, implantirani ljudski tumori počeli su se smanjivati ​​kada su im ubrizgani prilagođeni kompleti za molekularnu obnovu istraživača.

Bradley i njegov suradnik, dr. Omar Abdel-Wahab iz Memorijalnog centra za rak Sloan-Kettering u New Yorku, kažu da je eksperimentalno "liječenje" koje su osmislili godinama udaljeno od ljudskih pacijenata.

Za sada se nadaju da će njihov rad potaknuti druge istraživače da prouče ovaj mehanizam kako bi dokazali da se to događa u mnogim vrstama raka s mutacijama SF3B1, kako to sugeriraju radovi Bradleyja i Abdel-Wahaba.Nadaju se da su njihovi rezultati postavili temelje za konačno oblikovanje novih ciljanih terapija koje pomažu pravim pacijentima s različitim vrstama raka.

"Iz znanstvene perspektive mislim da je zaista uzbudljivo biti u mogućnosti identificirati izravnu vezu između određene genetske promjene koja se javlja u mnogim vrstama raka i samog fenotipa [karakteristika] raka", rekao je Bradley. „S terapijske perspektive uzbudljivo je jer smo u ovom radu uspjeli provesti dokaze o načelnim pokusima kako bismo pokazali da ako blokiramo taj mehanizam koji smo identificirali, tada možemo usporiti ili čak spriječiti rast tumora, čak i nakon što su tumori ustanovljeni . ”

CRISPR i veliki podaci: ‘Neka nam biologija kaže odgovor’

Novo istraživanje vodili su suradnici dr. Robert Bradley iz Centra za istraživanje raka Fred Hutchinson (lijevo) i dr. Omar Abdel-Wahab iz Memorijalnog centra za rak Sloan Kettering. Bradleyjevu fotografiju napravio Robert Hood / Fred Hutch News Service. Fotografija Abdel-Wahaba ljubaznošću Memorial Sloan Kettering.

Rad, koji financiraju savezna vlada i neprofitne organizacije, također pruža važnu demonstraciju moći istraživačke metode koju su koristili, kažu Bradley i Abdel-Wahab. Kombinirali su preciznu genetsku kirurgiju CRISPR tehnologije, izvedenu na ljestvici velike propusnosti, s teškim proračunima za sortiranje genomskih podataka. Kombinacija omogućuje jasne odgovore bez potrebe za polaznom hipotezom, kažu.

"Pojava znanosti o podacima i CRISPR/Cas9 u potpunosti je promijenila našu sposobnost biomedicinskog istraživanja", rekao je Bradley. “Mislim da je ova priča primjer toga na mnogo različitih načina. ... Mogli bismo pronaći te različite molekule kojih ne bi trebalo biti - nismo to mogli učiniti prije 10 godina. Možete oponašati te promjene s CRISPR -om - to nismo mogli učiniti prije 10 godina itd. Itd. Itd. Ništa od ove priče se tada ne bi dogodilo.

"Sada možemo zauzeti zaista širok pristup i jednostavno reći: 'Dopustit ćemo biologiji da nam kaže koji je odgovor."

Taj pristup našao je glasan i jasan odgovor.

Što je spliceosom i zašto je to važno kod raka?

SF3B1 je glavna komponenta dijela stanične mašine nazvane spliceosom. Spliceosom je kritičan za temeljni biološki proces: transliteraciju DNK koda u proteine ​​koji obavljaju većinu zadataka u živom biću.

Osvježivač Biology 101: Vaš DNK kod je transkribiran u srodni molekularni jezik, RNA. Zatim se RNA prevodi u protein. (Pogledajte ovu animaciju transkripcije i prijevoda s vašeg genoma.)

Vaša je klasa 101 možda zanemarila koliko je RNA dio tog procesa kompliciran. U našoj DNK kod za stvaranje danog proteina obično nije sav na jednom mjestu od početka do kraja. Njegovi dijelovi isprepleteni su besmislenim kodom koji treba izrezati. To je posao spliceosoma, koji reže svježe transkribiranu RNA, uklanja dodatne stvari, a zatim lijepi ili spaja važne dijelove koda zajedno kako bi se preveo u protein.

Većina ljudskih gena nema samo jedan pravi način spajanja. Brojni čimbenici mogu utjecati na način rezanja i lijepljenja spliceosoma, što opet utječe na strukturu konačnog proteina. Ovo je važan način na koji život stvara svoju kompleksnost koja oduzima dah. (Želite li vidjeti postupak na djelu? Pogledajte ovaj videozapis s objašnjenjem spajanja RNA iz YourekaScience.)

Ali kad je spliceosom zeznut, gomila se i različitih proteina. Zbog toga je toliko teško reći kako mutacija u spliceozomskom genu poput SF3B1 potiče rast raka: s toliko mnogo proteina koji su pokvareni, koji su krivci za rak?

S 'čarobnim', 'crno -bijelim' podacima dolazi do odgovora

Istraživači su znali da je SF3B1 mutiran u karcinomima u rasponu od karcinoma krvi poput leukemije do solidnih tumora poput melanoma i raka gušterače. U nekim vrstama raka većina pacijenata ima mutaciju u SF3B1.

"Ovaj faktor spajanja RNA vrlo je često mutiran u mnogim oblicima raka", rekao je Abdel-Wahab. "I to je bio pravi misterij koji se ticao: zašto je toliko čest u raku, što radi?"

Tim je otkrio da su, iako su mutacije SF3B1 bile povezane s nekoliko stotina spajanja promjena u RNK kodiranih proteina ljudskih stanica raka, samo nekoliko desetaka tih promjena dosljedno viđeno kod svih karcinoma koje su pregledali.

Mnoge od tih promjena spajanja rezultirale su brzom razgradnjom pogrešno spojene RNA u stanici, otkrili su. Znači, istraživači su iskoristili CRISPR kako bi ponovno stvorili svaku pogrešno spojenu RNK, jednu po jednu, kako bi vidjeli što se događa u ljudskoj stanici kad se protein koji kodira nikad ne stvori.

U svom uredu u Fredu Hutchu, Bradley prelistava ispis svog rada u potrazi za određenim grafikonom.

Mala je, nekoliko crnih linija i hrpa točkica, koje ne privlače posebno pažnju, osim ako ne znate što tražite: Jedna crvena točka, koja pluta sama u moru bijele boje, visoko iznad mrlje sivih točkica spljoštenih uz dno. Bradleyu tabela utjelovljuje trenutak kada je shvatio da tim ima nešto posebno. Pokazuje da je od svih proteina koje SF3B1 zezne kad je mutiran, samo jedan-nazvan BRD9-u eksperimentima istraživača izazvao stanje poput raka u stanicama.

(Kliknite sliku za pregled na web stranici časopisa.) Bradley je rekao da su, kad su istraživači vidjeli te podatke - sada sliku 2d u svom novom radu - shvatili koliko su posebni njihovi podaci. Ovaj grafikon pokazao je da je od svih proteina na koje utječe mutacija u SF3B1, samo BRD9 inducirao stanje nalik na rak u stanicama. Inoue i sur. (2019) Spliceosomski poremećaj nekanonskog kompleksa BAF u raku. Priroda. 10.1038/s41586-019-1646-9.

"Ako pogledate ovu brojku, toliko je očita da se zapravo čini čarobnom", rekao je Bradley, gledajući grafikon. “Znate, ne čini se često, čini mi se, u znanosti da radite eksperiment i to je očito. Bio je jedan rezultat, a to je to. "

Jednostavnost odgovora potaknula je znanstvenike da se vrate i provjere svoj rad. Sirovi podaci izgledali su dobro. Ponovili su test još nekoliko puta.

"Vrlo se dobro repliciralo", rekao je Bradley. "U tom trenutku bih rekao da smo počeli vjerovati."

"Bilo je stvarno crno-bijelo", rekao je Abdel-Wahab. "Nije važno koje od njih gledamo, BRD9 je pogrešno spojen na bilo koji od tih oblika raka."

Zaplet radnje: Uključuje se "bezvrijedna DNK" iz drevnog virusa

Naknadni eksperimenti potvrdili su važnost tog nedostajućeg proteina, BRD9, u rastu nekoliko vrsta stanica raka, te su zacrtali lanac događaja koji povezuju SF3B1 s BRD9 s razvojem, održavanjem i progresijom raka.

Zatim se u istraživanju razvio još jedan obrat.

Bez obzira na to kako je SF3B1 bio mutiran, znanstvenici su otkrili da je uvijek sjebao protein BRD9 na potpuno isti način: neuspjehom da iz svog RNA koda otkinu fosilni otisak mrtvog virusa koji je inficirao naše pretke primata prije milijune godina. BRD9 kodovi RNA pokazali su se čudnima kada su u sebi imali fosil virusa, a stanice su ih brzo razgradile - što znači da se protein BRD9 ne stvara.

Naš je genom zatrpan takvim fosilima virusa. Zapravo, oko 8% ljudskog genoma može se pratiti do sada izumrlih virusa koji su inficirali naše pretke negdje u posljednjih 100 milijuna godina. Budući da se neki virusi razmnožavaju umetanjem svoje DNK u naš genom kako bi kooptirali naše normalne procese replikacije DNK, neke od tih sekvenci na kraju su se prenijele s roditelja na djecu i dalje kroz evolucijsku povijest. Ostaci ovih sekvenci dio su onoga što se ponekad opisuje kao "bezvrijedna DNA" u ljudskom genomu-nije uvijek točan deskriptor, jer su znanstvenici identificirali važnu ulogu nekih od ovih takozvanih smeća u ljudskom zdravlju i bolesti.

Evo, ispostavilo se, drugo.

"Zanimljivo je i čudno zapažanje da postoji komadić vjerojatno bezvrijedne DNK koji se relativno nedavno pojavio u našim genima i čini se da nas predisponira na ovu vrstu raka", rekao je Bradley.

Koliko god to moglo biti čudno, činjenica da je jedan mehanizam bio toliko važan za rast raka dala je istraživačima jasnu priliku za intervenciju. Dizajnirali su male molekule koje su se zalijepile za dio fosila virusa, sprječavajući spliceosom da ga zalijepi u upute za izradu BRD9. Zatim su testirali molekule na miševima koji su uzgajali implantirane ljudske melanome. Strategija je uspjela: Problematični fosil virusa ostao je izvan koda BRD9, BRD9 je pravilno sastavljen, a u obje vrste melanoma koje su pregledali tumori su sporije rasli i počeli umirati.

"Upadljivo mi je da bismo mogli ispraviti spajanje jednog gena i usporiti rast tumora", rekao je Bradley. “Budući da stotine gena ima greške u spajanju ovih karcinoma, mislio bih da bi vjerojatno bilo jednako vjerojatno da biste morali ispraviti spajanje 50 njih kako bi imali utjecaja na tumor.

"Zapravo, možeš samo pogoditi jedan."

Abdel-Wahab upozorava da, iako se čini da se mehanizam koji su identificirali "definitivno čini vrlo velikom komponentom procesa bolesti koji jednostavno nije realiziran", on je siguran da će znanstvenici identificirati druge važne mehanizme koji potiču rak kod pacijenata s mutacijama SF3B1. Rak je previše kompliciran za odgovore.

Može li ovo postati terapija raka?

Kako su njihovi pokusi napredovali, istraživači su se odlučili usredotočiti na dvije vrste melanoma koji utječu na dijelove očiju i rektum. Izbor je za tim bio važan.

"Mislili smo da bismo mogli imati najveći utjecaj usredotočivanjem na nedovoljno proučeni rak", rekao je Bradley. "Ako možete proučavati bolest u kojoj drugi ljudi nisu radili toliko prethodnog posla, najvjerojatnije ćete napraviti uvide koji će utjecati na pacijente."

Prvi lijek za ispravljanje abnormalnog spajanja RNA odobren je od strane američke Uprave za hranu i lijekove 2015. godine za liječenje ljudi sa smrtonosnom, nasljednom bolešću koja troši mišiće, nazvanom spinalna mišićna atrofija. Taj lijek je u istoj obitelji molekula kao i korektivi koje su Bradley i Abdel-Wahab osmislili za svoje miševe i, poput njihovih, mijenja način na koji spliceosom priprema upute za stvaranje određenog proteina.

"Sada imaju prvi tretman za ovu zaista strašnu bolest, i to djeluje", rekao je Bradley. "To već pokazuje da se takve stvari mogu prevesti" u tretman za pacijente. Dodao je: "Vjerojatno je teže izvesti to kod raka. Ali to ne znači da se to ne može učiniti. "

Sada se on i Abdel-Wahab i njegove kolege nadaju da će pronaći suradnike koji imaju odgovarajuću stručnost da svoju novonastalu eksperimentalnu strategiju liječenja razviju u pravu terapiju za osobe s karcinomom mutiranim SF3B1.

“To je definitivno cilj. Željeli bismo da utječe na pacijente ", rekao je Bradley.

Istraživanje su financirali Nacionalni instituti za zdravlje, Program za istraživanje neuspjeha koštane srži Ministarstva obrane, Društvo za leukemiju i limfome, Evans MDS Foundation i druge neprofitne organizacije.


Materijali i metode

Procjena korištenja kriptičkih 3'sa u uzorcima TCGA.

Usvojili smo rezultate opsežne studije koja je provela sustavnu analizu alternativnog krajolika spajanja kod svih pacijenata oboljelih od raka TCGA (12). PSI vrijednosti svih pouzdanih alternativnih 3 ′ događaja identificiranih u svim uzorcima TCGA preuzete su s web stranice https://gdc.cancer.gov/about-data/publications/PanCanAtlas-Splicing-2018, s imenom datoteke kao „merge_graphs_alt_3prime_C2.confirmed .txt.gz ”. Ova datoteka sadrži 181.915 događaja u 10.019 TCGA uzoraka. Da bismo izvukli pravi aberantni prekidač 3′s uzrokovan mutantom SF3B1, upotrijebili smo popis 47 visoko pouzdanih ciljeva (razlika PSI između mutanta nasuprot WT & gt 0,2) iz jedne nedavno objavljene studije (11) (Skup podataka S1). Za svaki od ovih 47 događaja prvo smo izračunali srednju vrijednost PSI za svih 10.019 uzoraka kao stopu pogrešnog spajanja pozadine. Zatim, za svaki uzorak, uparen t test (jednostrano ispitivanje prema većem PSI u testiranom uzorku) primijenjen je između PSI 47 događaja u odnosu na pozadinsku stopu pogrešnog spajanja (slika 1A). Na kraju, svi uzorci rangirani su prema uzlaznom redoslijedu P vrijednost, koja ukazuje na razinu značajnosti obilne upotrebe pogrešnog spajanja 3′ss.

TCGA profil somatske mutacije s rakom.

Profili somatskih mutacija uzoraka TCGA dobiveni su iz UCSC Xena i CBioportala. Datoteka izvješća varijante Mutect2 “GDC-PANCAN.mutect2_snv.tsv” preuzeta je s GDC Pan-Cancer čvorišta web stranice UCSC Xena skupova podataka. Nefunkcionalne mutacije (na primjer: sinonimna varijanta, intronska varijanta, intergenska varijanta) uklonjene su iz tablice.

Identifikacija alternativnih genetskih lezija povezanih s spajanjem.

Prvo smo preklapali uzorke TCGA iz tablice mutacija i tablice pogrešnog spajanja 3 's. Zatim su podudarni uzorci rangirani prema uzlaznom redoslijedu prethodno uparenih t test P vrijednost. Zatim je provedeno unaprijed određeno ispitivanje obogaćivanja pomoću R paketa “fgsea” (funkcija fgsea, minSize = 50, nperm = 100.000). Ovdje su unaprijed rangirani TCGA uzorci opisani gore. Za svaki gen, skup mutiranih uzoraka testiran je na obogaćivanje prema ovom unaprijed utvrđenom popisu. I normalizirani rezultat obogaćivanja i P vrijednosti iz ovog testa korištene su za mjerenje povezanosti između alternativne uporabe 3′ss i genskih mutacija. Iz ove analize uklonjeni su hipermutirani pojedinci sa> gt500 somatskim mutacijama.

Analiza zajednice lokalne mreže.

STRING interakcije korištene su kao pozadinska biološka mreža (https://string-db.org). Zadržano je samo prvih 10% visoko samopouzdanih interakcija. Zapisnik (−1)*10 P vrijednost iz uparenog t test je korišten za vaganje čvorova gore navedene mreže. Iz gore navedene unaprijed određene analize obogaćivanja, za ovu su analizu zadržani samo čvorovi (geni) s najmanje 50 mutiranih uzoraka TCGA. R paket "igraph" korišten je za grupiranje ove mreže ponderirane čvorom. Konkretno, koristili smo funkciju “cluster_infomap” za otkrivanje zajednica lokalnih mreža s obzirom na težine čvorova (15). Nakon grupiranja, svaki je gen (čvor) jedinstveno dodijeljen jednoj zajednici. Zatim su zajednice rangirane po težinama prosječno za sve članove čvora.

Toplinska karta i hijerarhijsko grupiranje.

Kako bi se istražila relativna sličnost korištenja kriptične 3'ss, izvedeno je hijerarhijsko grupiranje bez nadzora pomoću PSI vrijednosti 47 kriptičnih 3′ss događaja između SF3B1 mutant (68 najbolje rangiranih slučajeva), SUGP1 mutanta (13 najbolje rangiranih slučajeva) i uzoraka WT-a (200 slučajno odabranih slučajeva). Nedostajuće vrijednosti u matrici imputirane su kao PSI od 0. Naredba “heatmap.2” iz R paketa “gplots” usvojena je za ovu analizu koristeći Euklidovu udaljenost i (1 -Pearsonova korelacija)/2 kao udaljenost.

Konstrukcije ekspresijskih plazmida.

NT-terminalno označeni WT i K700E mutirani SF3B1, te N-terminalni HA označeni WT i G574A-G582A mutirani SUGP1 klonirani su u p3xFLAG-CMV-14 (Sigma) u našoj prethodnoj studiji (11). R189Q, E240K, R317W, L515P, G519V, R625T, P636L i R642W mutirani SUGP1 konstrukti generirani su mutagenezom usmjerenom na mjesto (27).

Minigene testovi.

Minigeni za TTI1, ORAI2, MAP3K7, i ZNF91 klonirani su u pcDNA3 (Invitrogen) u našoj prethodnoj studiji (11). Mješavina ova četiri minigena (svaki po 100 ng) i ekspresijske plazmidne DNA (2 μg) kotransfektirani su na HEK293T stanice u pločama sa šest jažica pomoću Lipofectamine 2000 (Thermo Fisher Scientific). 48 sati nakon transfekcije, ukupna RNA je ekstrahirana iz transficiranih stanica pomoću TRIzola (Thermo Fisher Scientific), nakon čega je uslijedila obrada s DNazom I (New England Biolabs). RT-PCR je izveden kako je opisano u našoj prethodnoj studiji (11). Ukratko, 2 μg ukupne RNA tretirane DNazom reverzno je transkribirano korištenjem Maxima Reverse Transcriptase (Thermo Scientific) s 50 pmol oligo-dT primera i 0,2 pmol vektorski specifičnog obrnutog prajmera (5′-TAG AAG GCA CAG TCG AGG-3 ′), nakon čega slijede PCR reakcije koje sadrže [α-32 P] dCTP. PCR produkti su rastvoreni u 6% nedenaturirajućoj PAGE, a gel je zatim osušen i izložen fosfornom ekranu. Radioaktivni signali skenirani su snimačem Typhoon FLA 7000 (GE Healthcare) i kvantificirani pomoću ImageQuant -a (Molecular Dynamics). Primeri korišteni u PCR reakcijama bili su kako slijedi: vektorski specifični premaz prema naprijed, 5′-TAA TAC GAC TCA CTA TAG GGA G-3 ′ ORAI2 obrnuto, 5′-CTC TCC ATC CCA TCT CCT TG-3 ′ TTI1 natrag, 5′-ACA TCT GGA CGG GTG TCA TT-3 ′ ZNF91 natrag, 5′-CTC TGC TCT GGC CAA AAG TC -3 ′ i MAP3K7 natrag, 5′-TCC CTG TGA ATT AGC GCT TT-3 ′.

Western bloting.

Western bloting izveden je kako je opisano u našoj prethodnoj studiji (11). Ukratko, proteini su razrijeđeni SDS/PAGE-om i preneseni na nitrocelulozne membrane (Bio-Rad), nakon čega je uslijedilo imunoblotiranje s primarnim i sekundarnim antitijelima. Primarna protutijela bila su sljedeća: anti-ACTIN (Sigma, A2066), anti-SF3B1 (Bethyl Laboratories, A300-996A), anti-SUGP1 (Bethyl Laboratories, A304-675A-M), anti-HA kunić (Abm, G166) , anti-HA miš (Sigma, H3663). Sekundarna protutijela bila su sljedeća: magareći anti-zečji IgG (LI-COR, 926-68073) i kozji anti-mišji IgG (LI-COR, 926-32210). Imunofluorescentni signali detektirani su pomoću ChemiDoc Imaging System (Bio-Rad).

Dostupnost podataka.

Svi podaci prikupljeni u ovoj studiji uključeni su u glavni tekst, SI Dodatakili skupovi podataka S1 – S4.



Komentari:

  1. Marcel

    Mislim da nisi u pravu. Siguran sam. mogu to dokazati. Pisite u PM.

  2. Steiner

    I agree, the very funny opinion

  3. Melmaran

    read - liked it

  4. Gole

    lijepa ti je rečenica



Napišite poruku