U trci za boljim tretmanima i mogućim izlječenjima, rijetke bolesti često ostaju iza. U saradnji istraživača sa Univerziteta Rockefeller, Memorial Sloan Kettering Cancer Center i New York Genome Center (NYGC), otkrivena je neobična mutacija koja je snažno povezana s jednom takvom bolešću: rijetkim rakom jetre koji pogađa tinejdžere i mlade odrasle osobe.. Rezultati, objavljeni ove sedmice u časopisu Science, sugeriraju da mutacija igra ključnu ulogu u razvoju bolesti, nazvane fibrolamelarni hepatocelularni karcinom, a može biti i u osnovi češćih karcinoma.
Sa samo oko 200 ljudi kojima se svake godine dijagnosticira fibrolamelar, bolest je koliko rijetka toliko i misteriozna - nema poznatih uzroka i teško ju je otkriti i liječiti. Dok doktori otkriju rastući tumor, često je prekasno, a rak se proširio.
Slike snimljene fluorescentnim mikroskopom pokazuju aktivnost kinaze (zelena) u tumorskim ćelijama (dole) u poređenju sa normalnim ćelijama (gore).
"Razmislili smo da bi bilo lakše identificirati genetske mutacije u tumorima mladih pacijenata nego kod starijih, jer je kod starijih ljudi genom promijenjen godinama starenja i faktorima okoline", kaže Elana Simon, koautor studije i član Rockefellerovog tima. "I osoba u cjelini i sam tumor će imati manje vremena da akumuliraju mutacije, tako da je vjerovatnije da će one koje otkrijemo biti relevantne."
Istraživači su sekvencionirali DNK i RNK na NYGC-u iz tumora koji su hirurški uklonjeni od 15 osoba sa fibrolamelarnim tumorom. Računalni biolozi NYGC-a i članovi Simonove laboratorije na Univerzitetu Rockefeller raspravljali su o mogućnosti korištenja niza kompjuterskih algoritama za traženje razlika u sekvenci između uzoraka tumora i uzoraka zdravog tkiva jetre. Jedna abnormalnost koja se zaista isticala, a bila je prisutna kod svih 15 pacijenata: komad DNK koji je bio slomljen i ponovo spojen, stvarajući mutirani gen koji je imao potencijal da izazove pustoš u tijelima pojedinaca sa genom.
"Otkrili smo himerne RNK u uzorcima tumora - napravljene kada brisanje DNK stvara neprirodne proizvode koji mogu izazvati rak," kaže Nicolas Robine, prvi autor i NYGC računski biolog. "Ova himera nikada ranije nije viđena, tako da vjerujemo da će pomoći u pokretanju rada naših Rockefellerovih kolega i Elaninoj budućnosti. Misija NYGC-a je da preduzme takve kolaborativne genomske studije koje će ubrzati napredak medicine."
"Zbog brisanja i zatim ponovnog spajanja DNK, stvoren je novi gen koji je bio mješavina dva prethodna gena, nazvan himera", kaže Elana Simon."Pokazalo se da su brojne druge vrste tumora potaknute himerama, ali ovaj je jedinstven - kodira kinazu, enzim koji modificira druge proteine, a koji nije identificiran kod karcinoma." Nadalje, istraživači su otkrili da se kinaza stvara samo u ćelijama tumora i da je stalno aktivna. Oni vjeruju da prekomjerna proizvodnja ove kinaze može objasniti nekontrolirani rast tumora.
"Ovi rezultati su bili izuzetno ohrabrujući", kaže Sanford Simon, stariji autor studije i šef Rockefellerove Laboratorije za ćelijsku biofiziku. "Neuobičajeno je da genetski pregled raka pokaže tako jaku kandidatsku mutaciju i da mutacija bude prisutna kod svakog pojedinačnog testiranog pacijenta."
Za Elanu Simon, koja završava završnu godinu srednje škole i radila je nakon škole i tokom pauza, rezultati nisu samo naučni uspjeh, već i duboko lični: njeno interesovanje za proučavanje bolesti razvila se nakon što joj je prije šest godina dijagnosticiran fibrolamelar. Studija je sprovedena u saradnji sa hirurgom koji joj je uklonio tumor 2008. godine, Michaelom P. LaQuagliom, šefom Pedijatrijske hirurške službe u Memorijalnom centru za rak Sloan Kettering, i njenim ocem, Sanfordom Simonom, kao i timom NYGC-a.
Istraživanje je takođe neobično po tome što nije finansirano iz federalnog granta, već uglavnom privatnim poklonima Fondacije za fibrolamelarni rak i nekoliko pojedinačnih donatora čije je živote dotakla bolest. Dodatnu podršku pružili su i Medicinski institut Howard Hughes, Centar za genom u New Yorku, Centar za kliničku i translacionu nauku Univerziteta Rockefeller i poklon od anonimnog donatora Rockefeller University.
Laboratorija Simon sada radi na testiranju efekata himere na ćelije ljudske jetre i na jetru miša, kako bi se dodatno razjasnila njena uloga u bolesti. Ako mogu razumjeti šta uzrokuje razvoj tumora, naučnici mogu raditi na tome da ih ne samo liječe – koristeći genetsku metu za zaustavljanje rasta raka – već i da ih uhvate prije nego što se pojave.
"Nadamo se da ćemo moći provjeriti krv na prisustvo ove himere, a pacijenti neće morati čekati dok tumori ne budu prisutni, dok možda ne bude prekasno, da nešto preduzmu o tome, " kaže Sanford Simon.
Rad može imati implikacije i na druge vrste raka. „Genomika nam omogućava da klasifikujemo karcinome ne na osnovu organa iz kojeg nastaju, već na osnovu molekularnih promena koje pokreću“, kaže Sanford Simon. "Sada kada znamo za ovu novu himera kinazu, možemo je tražiti u drugim vrstama raka i raditi na razvoju novih alata koji će jednog dana radikalno poboljšati našu sposobnost borbe protiv bolesti."
"NYGC je oduševljen što je ovo djelo naš prvi objavljeni primjer eksplozivne moći saradnje između duboko uloženih biologa poput onih u Simon laboratoriji, uključujući Elanu Simon, i promišljenih naučnika iz bioinformatike kao što su Nicolas Robine i NYGC tim, koji tako efikasno radili zajedno s alatima genomskog sekvenciranja i analize kako bi otkrili ovaj novi himerni protein i metu raka", kaže Robert Darnell, šef Rockefellerove laboratorije za molekularnu neuro-onkologiju, istražitelj HHMI i predsjednik i naučni direktor NYGC-a."Obavljeni rad služi kao primjer kako moć interdisciplinarne i međuinstitucionalne genomske nauke ima potencijal da spasi živote ljudi u New Yorku i šire."
