Amerikai kutatóknak először sikerült meghatározni egy daganatos betegségben szenvedő ember teljes DNS-állományának bázissorrendjét. A vizsgálat célja az volt, hogy az eddigieknél sokkal alaposabban tárják fel a tumoros elfajulás hátterében álló genetikai változásokat, amire alapozva új gyógyszereket lehet fejleszteni. Az eredmények sajnos markánsan igazolták, hogy a daganatok rendkívüli sokszínűséget mutatnak, és tulajdonképpen minden tumor egyedinek számít.

A kutatók egy a fehérvérűség egyik formájában, az úgynevezett akut mieloid leukémiában (AML) szenvedő nő DNS-ét szekvenálták meg (a szekvenálás a DNS-állomány, a genom bázissorrendjének meghatározását jelenti.) Egy genom bázissorrendjének teljes feltérképezése még ma is óriási feladat. 2003-ra rengeteg kutatóintézet összefogásával, sok évig tartó kitartó munkával sikerült a közel teljes hosszúságú emberi DNS-szekvenciáját meghatározni ("feltérképezték az emberi genomot"). A modern szekvenáló technikákkal már gyorsabb a folyamat, de az ember esetében hárommilliárd alkotórészből, úgynevezett bázispárból álló DNS-állomány így is hatalmas kihívást jelent. Ez az erőfeszítés azonban kifizetődő, ugyanis az ilyen jellegű részletes genetikai analízisek nagyban hozzájárulnak ahhoz, hogy korszerű és hatékony daganatellenes szereket lehessen kifejleszteni (lásd keretes írásunkban).

Az úttörő jelentőségű eredményt a washingtoni Genome Sequencing Center és Siteman Cancer Center kutatócsoportjai közös munkával érték el. A kutatók végül tíz olyan genetikai változást azonosítottak a leukémiás sejtek DNS-ében, amelyeknek szerepük lehet a kór kialakulásában. A tízből nyolc olyan génhiba, amit eddig nem is kapcsoltak ehhez a betegséghez, ezek előfordulásuk igen ritka. Ugyancsak érdekes felfedezés, hogy kilenc mutációt szinte az összes tumorsejtben észleltek, egy viszont csak a daganatos sejtek kisebb hányadában jelentkezett. A kutatók feltételezése szerint mind a tíz mutáció jelentős hatást gyakorol a betegség előrehaladására (a daganatos progresszióra).


A teljes átfésülés a biztos

A többi rosszindulatú daganatféleséghez hasonlóan a leukémiákban is a genetikai állományt érintő károsodások vezetnek a tumoros elfajuláshoz. Ezeket a hibákat már korábban is igen sokat tanulmányozták ebben a betegségcsoportban. Ez ahhoz vezetett, hogy a leukémiáknál vezettek be elsőként olyan osztályozási rendszert, amely a genetikai defektusokat (transzlokációk, deléciók, inverziók stb.) veszi alapul. Egy ilyen típusú rendszerezés jobban tükrözi a tumorok viselkedésének sokszínűségét, mint a hagyományos szövettani beosztás.

A molekuláris biológiai módszerek segítségével tehát már az akut mieloid leukémiában is azonosítottak egy-két olyan eltérést, amely fontos szereppel bírhat a betegség kialakulásában. A genom szekvenálással történő tüzetes "átböngészése" azonban sokkal hatékonyabban tárja fel a mutációkat, mint a többi eljárás.



A mostani vizsgálat volt az első, amikor ez egy daganatos betegségnél megtörtént. A vizsgálatokat irányító Timothy Ley elmondása szerint korábban a kutatók általában néhány olyan génre koncentráltak, amelyekről feltételezték, hogy fontosak a tumor kifejlődése szempontjából. Ez a szúrópróbaszerű megközelítés azonban magában rejti annak a veszélyét, hogy sok genetikai hiba nem kerül felfedezésre. Ezzel szemben a teljes genom átfésülése minden eltérést képes feltárni.

Az utóbbi évek intenzív kutatásainak köszönhetően egyre több tumoros betegségnél sikerült olyan génhibákat találni, amelyek meghatározó szerepet töltenek be egy-egy daganattípus kialakulásában. A kulcsfontosságú mutációk ismerete hatékony terápiás eszközök, újabb gyógyszerek kifejlesztését segíti elő.

A korábbi genetikai tesztek alapján egy olyan beteget válogattak be a vizsgálatba, aki két jellemző mutációt hordozott. A mai ismeretek alapján e két mutáció együttes előfordulása egy különálló betegségcsoportot határoz meg az AML-ben.

A kutatók a beteg bőréből és csontvelőjéből vettek mintákat. Az előbbi szolgáltatta az ép sejteket, melyek DNS-e nem tartalmazta a betegséghez vezető mutációkat. A szekvenálás során mind az anyai, mind az apai kromoszómáknál meghatározták a tumorsejtek és az ép hámsejtek DNS-állományának bázissorrendjét. A mintavétel a kemoterápiás kezelés előtt történt, ugyanis a sejtosztódást befolyásoló szerek is képesek változásokat létrehozni a DNS-ben.

A betegből származó egészséges kontrollmintára azért volt szükség, mert a genetikai állomány szekvenciája eltérő a különböző emberek között, így nincs olyan külső referencia, amivel egy adott szervezetből származó daganatos sejt DNS-ét össze lehet hasonlítani. A vizsgálat során közel hárommillió ponton találtak eltérést az eddig ismert emberi genomszekvenciához képest (a korábbi eredmények alapján ez várható is volt, átlagosan ennyi a különbség két ember között). Ezek 98%-a azonban a hámsejtekben is detektálható volt, jelezvén, hogy nincsenek kapcsolatban a leukémia kialakulásával.

A figyelem ezután arra a közel 60 000 variánsra összpontosult, amit csak a tumorsejtekben lehetett kimutatni. A kutatók egy részben saját fejlesztésű számítógépes programmal elemezték az óriási adathalmazt. Első lépésben főként a fehérjék kódolásáért felelős szakaszokat (gének) vizsgálták át tüzetesen. A részletes analízis során végül a fent említett tíz fontos mutációt sikerült detektálni. Ezek között természetesen megtalálható volt az a kettő is, amelyek alapján a beteget kiválasztották a vizsgálathoz.

A daganatok kialakulásáért elsősorban a sejtosztódást és a programozott sejthalált irányító génekben bekövetkezett hibák a felelősek. Az ún. tumorszuppresszor gének gátolják a sejtosztódást és elősegítik a sejthalált, a protoonkogéneknek pedig ezzel ellentétes hatásaik vannak. A tumorszuppresszor gének működésének kiesése, illetve a protoonkogének fokozott aktivációja vezet a rosszindulatú elfajuláshoz. Ezért nem volt túl nagy meglepetés, hogy a nyolc újonnan felfedezett mutációból három tumorszuppresszor géneket, míg négy protoonkogéneket érintett. Előbbiek gátló, utóbbiak aktiváló mutációt szenvedtek. A mai feltételezések szerint ezek a mutációk szekvenciálisan, egymás után alakulnak ki. Az egyik génhiba megalapozza a fokozott sejtosztódást, a kontrollálatlan folyamatban pedig újabb eltérések jönnek létre.

Sajnos minden tumor egyedi

A következő lépésben a kutatók szeretnék átvizsgálni a DNS-állomány nem kódoló szakaszait is. Tekintve, hogy ez sokkal nagyobb része a genomnak, ez a vállalkozás jóval több ráfordítást fog igényelni. Azt remélik azonban, hogy a géneken kívüli szekvenciák is sok érdekességet rejtenek magukban, ami alapján a betegség kialakulása jobban megérthető.

A kutatók kíváncsiak voltak arra, hogy a felfedezett nyolc új mutáció vajon megtalálható-e a többi AML-es beteg DNS-ében is. 187 AML-ben szenvedő ember tumorsejtjeinek DNS-ét átvizsgálva azonban egyik mutációt sem sikerült megtalálni. Ez az eredmény markánsan jelzi azt a tényt, hogy az egy szövettani, illetve (ma már) genetikai csoportba tartozó daganatok is rendkívüli sokszínűséget mutatnak, és tulajdonképpen minden tumor egyedinek számít. Ennek a felismerése nagyon fontos ahhoz, hogy hatékony, egyénre szabott terápiás módszereket lehessen kifejleszteni a jövőben.

Ezek a vizsgálatok messze túlmutatnak egyetlen kórkép részletes analízisén, és iránymutatók a többi kutatócsoportnak is. Az ilyen kísérletek nagyban elősegítik az új betegségosztályozások kialakítását, amelyek alapján a jövő terápiája ésszerűbben megtervezhető.
[origo] egészség