Teadlased avastasid olulise põhjuse, miks areneb vähk

Vähirakk Foto: Shutterstock

Enamikul vähirakkudest on mõne kromosoomi koopiaid liiga vähe või liiga palju – seda seisundit nimetatakse aneuploidsuseks. Aastakümneid on teadlased vaielnud, kas aneuploidsus soodustab vähi kasvu või on see lihtsalt vähirakkude kiire arengu kõrvalmõju. Selliseid ulatuslikke muutusi DNAs on olnud seni raske uurida, aga nüüd on teadlastel vastus käes.

Massachusettsi tehnoloogiainstituudi (MIT), Harvardi laia instituudi ja Dana-Farberi vähiinstituudi teadlased avastasid, et aneuploidsus põhjustab vähi progresseerumist, kirjutab Medical Xpress.

Enda välja töötatud uurimismeetodit kasutades võrdlesid teadlased suuri kromosoomimuutusi enam kui 10 000 vähipatsiendi kasvajarakkudes ja tuvastasid peamised kromosoomipiirkonnad, mis olid dubleerimisel või eemaldamisel kasvajarakkudele kahjulikud või kasulikud.

«Kasutades patsientide kasvajaproove, annab see uuring arvutusliku vastuse igivanale küsimusele, kas need suured muutused on tõesti vähktõve põhjustajad või kaasnevad need vähi arenguga,» ütles dr Rameen Beroukhim, uuringu kaasautor ja Harvardi meditsiinikooli, Dana-Farberi vähiinstituudi ja Brighami naistehaigla onkoloog. Tema sõnul tuvastati, et kromosoomimuutused ilmnevad sõltuvalt nende kasust vähirakkudele.

Ammu teada ilming

Enamik inimese rakke sisaldab 23 paari kromosoome, kuid 19. sajandi lõpus märkasid teadlased, et kasvajates on sageli ebanormaalse kromosoomide arvuga rakke. Hiljutised uuringud on näidanud, et aneuploidiad, mis hõlmavad ka kromosoomide tervete harude dubleerimist või kadu, esinevad peaaegu 90 protsendi vähivormide puhul. Need ilmnevad juba sageli vähi alguses ja on seotud halvemate tagajärgedega.

Osa teadlastest on arvanud, et aneuploidiad tekivad vähirakkude tõsise düsregulatsiooni tõttu ja neil ei ole vähile mingit tegelikku mõju. Kuna aneuploidsusega seotud puuduvad või dubleeritud DNA piirkonnad võivad sisaldada sadu või tuhandeid geene, on olnud keeruline kindlaks määrata molekulaarset mehhanismi, mille abil aneuploidsus vähi kasvu mõjutab.

«Oleme juba rohkem kui sajandi teadnud, et aneuploidiad paistavad silma vähigenoomides, kuid meil polnud nende uurimiseks häid meetodeid,» ütles artikli kaasautor ja endine järeldoktorant Alison Taylor, Dana-Farberi vähiinstituudi teadur.

Pikad ja lühikesed

Vähktõve aneuploidsuse uurimiseks mõtlesid Beroukhim ja Taylor koostöös Juliann Shihiga, kas nad saaksid ära kasutada väiksemaid kromosoomimuutusi vähirakkudes ja välja selgitada, millised kromosoomide lõigud võivad mängida rolli kasvaja arengus ja vastupidavuses.

«Seal on ulatuslikud muutused, mis ei vasta päris täpselt aneuploidsuse tüüpilisele määratlusele, kuid mõjutavad siiski suurt osa kromosoomi harust,» ütles Shih, arvutusbioloog ja sisehaiguste resident. «Hakkasime mõtlema, et need lühemad muutused võivad anda meile signaale selle kohta, kas vähirakud valivad teatud kromosoomimuutusi.»

Töörühm töötas välja meetodi, mille nimeks sai BISCUT (Breakpoint Identification of Significant Cancer Undiscovered Targets), et analüüsida, kus algavad või lõppevad igas kromosoomis suured muutused kõige tõenäolisemalt. Kui algus- ja lõpp-punktid oleksid täiesti juhuslikes kohtades, viitaks see sellele, et aneuploidial ei olnud vähirakkude ellujäämisele otsest mõju. Kui aga konkreetne piirkond kaasatakse sageli laiaulatuslikku kromosoomimuutusse, viitaks see sellele, et seda piirkonda hõlmav aneuploidsus aitas vähirakkudel ellu jääda. Ja vastupidi, kui piirkond jäeti kromosoomist sageli välja, viitas see selle soodumusele tappa vähirakud või aeglustas nende kasvu.

Uurijad kasutasid BISCUTi, et analüüsida 10 872 kasvajaproovi, mis pärinesid 33 vähitüübist, kasutades vähigenoomi atlase (TCGA) andmeid. Analüüs paljastas 193 piirkonda, mille vahel näisid vähirakud valivat. Vähem kui pooled hõlmasid teadaolevaid vähigeene.

Teadlaste sõnul näib olevat üsna selge, et kromosoomipiirkondade lisamine või kaotamine on peenhäälestatud valik. «Ja seetõttu mõjutavad aneuploidid vähirakkude ellujäämist,» ütles Beroukhim.

Ajakirjas Nature avaldatud leiud võivad viia uute ravimite ja ravimeetodite väljatöötamiseni.