Энциклопедия рака

Предложен новый подход к лечению рака: ученые вместе с фармацевтами собрали имеющиеся знания о генетических вариациях, вызывающих тот или иной тип рака, а также об их чувствительности к возможным терапевтическим средствам, и создали общедоступную базу .

Цель исследований лечения рака – идентифицировать цель, которую нужно поразить для победы над болезнью, и подобрать нужное лекарство, воздействующее именно на эту цель. Однако до того, как будут разаработаны такие «персонифицированные» лекарства будут разработаны, предстоит пройти большой путь. Необходимы точные знания об генетических вариациях, вызывающих тот или иной тип рака, а также об их чувствительности к возможным терапевтическим средствам. А для этого нужно объединить усилия всех исследователей, создав общедоступную базу уже полученной информации.

Сразу две работы такого рода сделаны учеными в сотрудничестве с представителями фармацевтической промышленности.

Ученые из Гарвардского университета и Массачусетского технологического института вместе с компанией Новартис представили первые результаты работы над общедоступным ресурсом , который объединяет данные о геноме рака и данные о предполагаемых эффективных лекарствах. Эта информация может не только дать данные для разработки новых методов лечения, но и улучшить существующие технологии.

«Мы надеемся, что Cancer Cell Line Encyclopedia («Энциклопедия клеточных линий рака) станет доклиническим источником, который будет направлять клинические испытания», – заявил профессор Гарвардского медицинской школы Леви Гаррауэй, один из ведущих авторов статьи в журнале Nature, посвященной энциклопедии.

Энциклопедия объединяет данные об экспрессии генов, номера хромосомы и секвенирования генома для почти тысячи клеточных линий человеческого рака, а также полный фармакологический профиль 24 противораковых препаратов и описание их действия на почти половину упомянутых выше клеточных линий. Сейчас коммерчески доступны около 1200 клеточных линий рака, однако специалисты выбрали 947 наиболее представительных для болезни.

«Одна из сильных сторон энциклопедии – число охватываемых клеточных линий. Оно позволяет извлечь достаточную статистическую информацию даже для редких видов рака», – подчеркивает один из авторов работы Николас Странски.

Клеточные линии – это клетки злокачественной опухоли, которые были отобраны из больной ткани пациента и культивированы в лаборатории. В определенных условиях они могут размножаться бесконечно. Это «почти-бессмертие» полезно для проведения повторных экспериментов, однако всегда существует риск, что клетки в новом поколении уже изменятся по сравнению со взятыми из опухоли, так как окажутся лишенными привычного окружения.

Чтобы избежать этого, в энциклопедию были включены только те клеточные линии, для которых было показано, что каждое поколение в достаточной степени повторяет предыдущее.

Для этих клеток около 50 тыс. молекулярных и генетических маркеров были обощены и систематизированы. Из них выделили факторы, с помощью которых удавалось предсказывать чувствительность опухоли к препаратам. Верность каждого из них затем подтвердили систематически на всей выборке. На основе этого были теоретически предположены лекарства, которые будут эффективны для новых типов рака, лечение которых пока не отработано.

Например, ряд раков характеризутся мутацией в гене RAS, который активирует важные для роста опухоли сигнальные пути. Некоторые виды таких раков, включая ряд меланом, можно лечить, блокируя белок MEK, также задействованный в этих сигнальных путях. Обобщение данных, сделанное в энциклопедии, позволило исследователями выделить около 40 клеточных линий, несущих эту мутацию, и проверить, действуют ли на них препараты, ингибирующие MEK.

Некоторые из них как раз сейчас проходят клинические испытания.

Исследователи обнаружили, что раковые клетки, чувствительные к ингибирорам MEK, отличаются высокими уровнями рецептора AHR. Таким образом, по уровню этого рецептора можно определять чувствительность конкретного рака к ингибиторам МЕК. Вооруженные этими знаниями из энциклопедии, ученые лучше понимаю, какие опухоли, наиболее вероятно, будут чувствительны к каждому конкретному лекарству еще до начала клинических испытаний. Соответственно, для испытаний можно подбирать пациентов не случайным образом, а на основе молекулярных их генетических особенностей их болезни.

«Обладая этими данными изначально, у ученых куда больше шансов разработать успешное лекарство, чем при традиционном «случайном» поиске, когда лекарство испытывают на широком круге пациентов с развитым раком без учета генетического профиля болезни», – подчеркнул Гаррауэй.

Обобщение данных позволило найти новые маркеры чувствительности различных форм рака и к другим уже существующим видом химиотерапии.

Создатели энциклопедии подчеркивают, что это лишь первый том; за ним последуют и другие.

«Это, действительно, лишь вершина айсберга. Подключив алгоритмы предсказательного моделирования и более широкие массивы данных, можно получить огромное количество полезной информации.

Возможно, эти работы станут самостоятельностью отраслью нашей науки», – полагают авторы статьи.

Авторы другой работы, опубликованной в Nature, исследовали более 600 клеточных линий для 130 препаратов. Они обнаружили, что изменения генома, связанные с саркомой Юинга (редкая форма рака, которая проявляется с детства), реагируют на группу фармакологических агентов, называемых ингибиторами PARP. Таким образом, эти агенты могут быть полезны в лечении саркомы Юинга.

Оба этих исследования позволяют ближе взглянуть на генетическую предрасположенность человека к раку.

Предложен новый подход к лечению рака: ученые вместе с фармацевтами собрали имеющиеся знания о генетических вариациях, вызывающих тот или иной тип рака, а также об их чувствительности к возможным терапевтическим средствам, и создали общедоступную базу .

Цель исследований лечения рака – идентифицировать цель, которую нужно поразить для победы над болезнью, и подобрать нужное лекарство, воздействующее именно на эту цель. Однако до того, как будут разаработаны такие «персонифицированные» лекарства будут разработаны, предстоит пройти большой путь. Необходимы точные знания об генетических вариациях, вызывающих тот или иной тип рака, а также об их чувствительности к возможным терапевтическим средствам. А для этого нужно объединить усилия всех исследователей, создав общедоступную базу уже полученной информации.

Сразу две работы такого рода сделаны учеными в сотрудничестве с представителями фармацевтической промышленности.

Ученые из Гарвардского университета и Массачусетского технологического института вместе с компанией Новартис представили первые результаты работы над общедоступным ресурсом , который объединяет данные о геноме рака и данные о предполагаемых эффективных лекарствах. Эта информация может не только дать данные для разработки новых методов лечения, но и улучшить существующие технологии.

«Мы надеемся, что Cancer Cell Line Encyclopedia («Энциклопедия клеточных линий рака) станет доклиническим источником, который будет направлять клинические испытания», – заявил профессор Гарвардского медицинской школы Леви Гаррауэй, один из ведущих авторов статьи в журнале Nature, посвященной энциклопедии.

Энциклопедия объединяет данные об экспрессии генов, номера хромосомы и секвенирования генома для почти тысячи клеточных линий человеческого рака, а также полный фармакологический профиль 24 противораковых препаратов и описание их действия на почти половину упомянутых выше клеточных линий. Сейчас коммерчески доступны около 1200 клеточных линий рака, однако специалисты выбрали 947 наиболее представительных для болезни.

«Одна из сильных сторон энциклопедии – число охватываемых клеточных линий. Оно позволяет извлечь достаточную статистическую информацию даже для редких видов рака», – подчеркивает один из авторов работы Николас Странски.

Клеточные линии – это клетки злокачественной опухоли, которые были отобраны из больной ткани пациента и культивированы в лаборатории. В определенных условиях они могут размножаться бесконечно. Это «почти-бессмертие» полезно для проведения повторных экспериментов, однако всегда существует риск, что клетки в новом поколении уже изменятся по сравнению со взятыми из опухоли, так как окажутся лишенными привычного окружения.

Чтобы избежать этого, в энциклопедию были включены только те клеточные линии, для которых было показано, что каждое поколение в достаточной степени повторяет предыдущее.

Для этих клеток около 50 тыс. молекулярных и генетических маркеров были обощены и систематизированы. Из них выделили факторы, с помощью которых удавалось предсказывать чувствительность опухоли к препаратам. Верность каждого из них затем подтвердили систематически на всей выборке. На основе этого были теоретически предположены лекарства, которые будут эффективны для новых типов рака, лечение которых пока не отработано.

Например, ряд раков характеризутся мутацией в гене RAS, который активирует важные для роста опухоли сигнальные пути. Некоторые виды таких раков, включая ряд меланом, можно лечить, блокируя белок MEK, также задействованный в этих сигнальных путях. Обобщение данных, сделанное в энциклопедии, позволило исследователями выделить около 40 клеточных линий, несущих эту мутацию, и проверить, действуют ли на них препараты, ингибирующие MEK.

Некоторые из них как раз сейчас проходят клинические испытания.

Исследователи обнаружили, что раковые клетки, чувствительные к ингибирорам MEK, отличаются высокими уровнями рецептора AHR. Таким образом, по уровню этого рецептора можно определять чувствительность конкретного рака к ингибиторам МЕК. Вооруженные этими знаниями из энциклопедии, ученые лучше понимаю, какие опухоли, наиболее вероятно, будут чувствительны к каждому конкретному лекарству еще до начала клинических испытаний. Соответственно, для испытаний можно подбирать пациентов не случайным образом, а на основе молекулярных их генетических особенностей их болезни.

«Обладая этими данными изначально, у ученых куда больше шансов разработать успешное лекарство, чем при традиционном «случайном» поиске, когда лекарство испытывают на широком круге пациентов с развитым раком без учета генетического профиля болезни», – подчеркнул Гаррауэй.

Обобщение данных позволило найти новые маркеры чувствительности различных форм рака и к другим уже существующим видом химиотерапии.

Создатели энциклопедии подчеркивают, что это лишь первый том; за ним последуют и другие.

«Это, действительно, лишь вершина айсберга. Подключив алгоритмы предсказательного моделирования и более широкие массивы данных, можно получить огромное количество полезной информации.

Возможно, эти работы станут самостоятельностью отраслью нашей науки», – полагают авторы статьи.

Авторы другой работы, опубликованной в Nature, исследовали более 600 клеточных линий для 130 препаратов. Они обнаружили, что изменения генома, связанные с саркомой Юинга (редкая форма рака, которая проявляется с детства), реагируют на группу фармакологических агентов, называемых ингибиторами PARP. Таким образом, эти агенты могут быть полезны в лечении саркомы Юинга.

Оба этих исследования позволяют ближе взглянуть на генетическую предрасположенность человека к раку.