Международная команда завершила самое всестороннее исследование геномов рака на сегодняшний день, значительно улучшив наше фундаментальное понимание рака и указав новые направления для его диагностики и лечения.
Проект панкракового анализа цельных геномов ICGC / TCGA (PCAWG), известный как Pan-Cancer Project, в котором участвуют более 1300 ученых и клиницистов из 37 стран, проанализировал более 2600 геномов из 38 различных типов опухолей, создав огромный ресурс первичных геномов рака . Это было тогда отправной точкой для 16 рабочих групп, изучающих различные аспекты развития рака, причинно-следственной связи, прогрессирования и классификации.
Предыдущие исследования были сосредоточены на 1 проценте генома, который кодирует белки, аналогично картированию берегов континентов. В рамках Пан-онкологического проекта значительно более подробно изучены оставшиеся 99 процентов генома, включая ключевые регионы, которые контролируют включение и выключение генов – аналогично картированию внутренних частей континентов и только их береговой линии.
Pan-Cancer Project предоставил обширный ресурс для исследований геномики рака, включая необработанные данные о секвенировании генома, программное обеспечение для анализа генома рака и множество интерактивных веб-сайтов, исследующих различные аспекты данных проекта Pan-Cancer.
Pan-Cancer Project расширил и усовершенствовал методы анализа раковых геномов, которые включали облачные вычисления, и, применяя эти методы к своему большому набору данных, открыл новые знания о биологии рака и подтвердил важные результаты предыдущих исследований. В 23 работах, опубликованных сегодня в журнале «Nature» и связанных с ним журналах, «Пан-рак» сообщает, что:
- Геном рака конечна и познаваемо , но чрезвычайно сложно. Комбинируя последовательность всего генома рака с набором инструментов анализа, мы можем охарактеризовать каждое генетическое изменение, обнаруженное в раке, все процессы, которые вызвали эти мутации, и даже порядок ключевых событий в течение истории жизни рака.
- Исследователи близки к каталогизации всех биологических путей, связанных с раком, и имеют более полную картину своих действий в геноме. По крайней мере, одна причинная мутация была обнаружена практически во всех проанализированных раковых образованиях, и было обнаружено, что процессы, которые вызывают мутации, чрезвычайно разнообразны – от изменений в отдельных буквах ДНК до реорганизации целых хромосом. Множество новых областей генома, контролирующих, как гены включаются и выключаются, были идентифицированы как мишени для вызывающих рак мутаций.
- С помощью нового метода «углеродного датирования» исследователи Пан-Рака обнаружили, что можно идентифицировать мутации, которые произошли за годы, иногда даже за десятилетия, до появления опухоли. Это теоретически открывает окно возможностей для раннего выявления рака.
- Типы опухолей могут быть точно идентифицированы в соответствии с паттернами генетических изменений, наблюдаемыми в геноме, что может помочь в диагностике рака у пациента, когда обычные клинические тесты не могут идентифицировать его тип. Знание точного типа опухоли может также помочь адаптировать лечение.
«Результаты, которыми мы поделились с сегодняшним миром, являются кульминацией беспрецедентного десятилетнего сотрудничества, в котором исследовался весь геном рака», – сказал доктор Линкольн Штейн, член руководящего комитета проекта и руководитель отдела адаптивной онкологии в Институте Онтарио. для исследования рака (OICR). «Обладая знаниями, которые мы получили о происхождении и развитии опухолей, мы можем разработать новые инструменты для раннего выявления рака, разработать более целенаправленную терапию и более успешно лечить пациентов».
«Эта работа помогает ответить на давнюю медицинскую трудность, почему два пациента с тем же раком могут иметь очень разные результаты при одном и том же лекарственном лечении. Мы показываем, что причины такого различного поведения записаны в ДНК Геном рака каждого пациента уникален, но существует ограниченный набор повторяющихся паттернов, поэтому при достаточно больших исследованиях мы можем идентифицировать все эти паттерны для оптимизации диагностики и лечения ». сказал доктор Питер Кэмпбелл, член руководящего комитета Pan-Cancer Project и руководитель отдела рака, старения и соматических мутаций в Wellcome Sanger Institute в Великобритании.
«Это исследование дает наиболее полную на сегодняшний день картину вызывающих рак мутаций во всех частях генома. Это была огромная коллективная научная работа с участием исследователей, охватывающих весь земной шар», – сказал член руководящего комитета доктор Джош Стюарт, профессор биомолекулярной инженерии. в Калифорнийском университете в Санта-Крус. «В Калифорнийском университете в Санта-Крузе наши сильные стороны в системной биологии и экспрессии РНК помогли нам связать находки в ранее не исследованном некодирующем геноме с путями, ведущими к раку. Как и карта, эта новая работа создает справочную информацию и ресурс, который исследователи могут использовать для интерпретировать будущие данные, и врачи могут использовать их для руководства лечением “.
«Учитывая продолжающееся снижение затрат на секвенирование и накопление геномных данных среди растущего числа пациентов во всем мире, комплексные анализы, выполненные в этом проекте, послужат образцом для будущей работы и позволят сделать новые открытия при раке», – сказал член руководящего комитета, доктор Гад Гетц, профессор патологии в Массачусетской больнице общего профиля и Институте им. Массачусетского технологического института и Гарварда.
«Это огромное международное исследование стало возможным только благодаря работе и сотрудничеству более тысячи исследователей и клиницистов по всему миру, и я хотел бы поблагодарить всех участников», – сказал член руководящего комитета доктор Ян Корбель из Европейской лаборатории молекулярной биологии. (EMBL) в Гейдельберге, Германия.
«Завершение этого проекта представляет собой кульминацию более чем десятилетней работы по изучению генома рака» , – сказал доктор Том Хадсон, главный научный сотрудник AbbVie и основатель Международного консорциума по геному рака. «Когда мы запустили ICGC в 2007 году, инициатива такого масштаба была беспрецедентной. Я взволнован тем, что научное сообщество собралось вместе для проведения этого всеобъемлющего исследования, которое улучшает наше понимание рака и способствует разработке новых лекарств для больных раком».
«Последняя инициатива ICGC под названием« ARGO »(« Ускорение исследований в области геномной онкологии ») посвящена пациенту с целью предоставления миру точных знаний в области онкологии в течение 1 миллиона лет для улучшения здоровья людей. Эти данные должны передаваться через традиционные юрисдикционные границы реализовать все преимущества точной медицины на благо всех ». сказал доктор Эндрю Бьянкин А.О., профессор хирургии Regius и директор Научно-исследовательского центра им. Вольфсона Воля в Университете Глазго, и исполнительный директор Международного консорциума по геному рака.
«Используя данные и инфраструктуру, созданные Атласом генома рака (TCGA), в качестве концепции, PCAWG еще больше улучшило наше понимание рака и укрепило нашу способность разрабатывать успешные международные проекты такого масштаба», – сказал доктор Жан Клод Зенклусен, доктор философии. .D., Директор программного офиса TCGA в Национальном институте рака (NCI).
«В дополнение к выгоде в области исследований рака, это сотрудничество также чествует многих пациентов, которые сдали образцы в TCGA – превращая их конечный дар ткани в данные, которые можно использовать бесконечно», – сказала доктор Каролин Хаттер, доктор философии, National Руководитель исследовательского института генома человека для TCGA.