Rakovina sa nevyvíja zo dňa na deň. Trvá desaťročia, kým zmeny v genóme podporujúce vznik rakoviny napokon vedú k vytvoreniu zhubného nádoru.
Vedci z Nemeckého centra pre výskum rakoviny (DKFZ) teraz vyvinuli metódu, ktorá po prvýkrát umožňuje rekonštruovať časový vývoj – evolúciu – rakovinových buniek z jednej vzorky tkaniva. Tento špeciálny druh výskumu evolúcie je zatiaľ v začiatkoch. Víziou vedcov je použiť túto novú metódu na skoré odhalenie rakoviny, s konečným cieľom prípadne zachytiť a zastaviť jej vývoj. Článok vyšiel v časopise Nature Genetics.
Čítajte viac Liek na civilizačné choroby aj investícia do dlhovekosti, mozgu a srdca - a celkom zadarmo. Toto zvládne úplne každý
Celá živá príroda podlieha evolúcii. Živé organizmy sú vystavené selekčnému tlaku, čo znamená, že prežijú tie, ktoré sa dokážu najlepšie presadiť. Tento proces prirodzeného výberu prebieha aj v ľudskom tele. Bunky, ktoré sú odolnejšie alebo sa rýchlejšie delia, sa rozširujú. Iné sú vytlačené. Táto tzv. somatická evolúcia môže mať pre organizmus pozitívny význam. Avšak rakovinové bunky sú mimoriadne agresívne – nekontrolovane sa množia a vytláčajú zdravé tkanivo.
Vedec z DKFZ Thomas Höfer a jeho tím si dali za cieľ pochopiť evolúciu rakovinových buniek. „Našou víziou je nový typ včasnej diagnostiky rakoviny. Od počiatočnej mutácie v genóme môže prejsť desaťročie, kým sa vytvorí viditeľný nádor. To znamená, že počas tohto obdobia by mohlo byť možné zasiahnuť a zabrániť rozvoju klinickej rakoviny,“ hovorí Höfer.
Tím urobil prvý krok tým, že vyvinul metódu SCIFER, pomocou ktorej dokáže rekonštruovať vývoj bunkových klonov – teda zhlukov buniek pochádzajúcich z jednej bunky – v ľudskom tele. SCIFER dokáže zachytiť agresívne rastúce klony už v ranom štádiu.
Metóda je založená na mutáciách – zmenách v genetickom materiáli, ktoré vznikajú spontánne a nepretržite. V priebehu času sa v jednotlivých bunkách hromadia stovky mutácií, ktorých vzory pomáhajú vedcom sledovať vývoj buniek.
Čítajte viac Tento typ stravy chráni pred zápalovým ochorením čriev. Štúdia sledovala vyše 100-tisíc ľudí viac ako 14 rokov, výsledky sú jednoznačné
„Väčšina týchto mutácií je selektívne neutrálna, teda bunkám neškodia ani nepomáhajú. No ak dôjde k rakovinotvornej mutácii, ktorá bunke poskytne výhodu, zmení sa tým aj celkový vzor týchto neutrálnych mutácií,“ vysvetľuje Höfer. „Z tejto zmeny, ktorú možno zmerať, vieme spätne určiť, kedy mutácia vznikla a ako rýchlo rastie daný pre-maligný klon. Časovú os vieme vypočítať z jednej vzorky krvi alebo tkaniva,“ vysvetľuje vedec.
SCIFER bol vyvinutý v spolupráci s hematológom Pareshom Vyasom a jeho tímom z Oxfordskej univerzity, ktorý poskytol vzácne vzorky kostnej drene od zdravých dobrovoľníkov.
Onkogén nemusí automaticky znamenať rakovinu
Väčšina mutácií nie je ani prospešná, ani škodlivá. Niekedy sa však objavia genetické zmeny, ktoré bunke poskytujú výhodu, a preto sa rýchlo rozšíria v bunke populácii. Tak je to napríklad vtedy, keď mutácia aktivuje tzv. onkogén – gén s potenciálom podporovať vznik rakoviny. Onkogény sú za normálnych okolností vypnuté alebo sa aktivujú len krátkodobo. Po mutácii však môžu zostať trvalo aktívne, čo zvyšuje riziko vzniku rakoviny.
Výskum bunkovej evolúcie v tele je zatiaľ len na začiatku. No už teraz sa ukazuje – aj na základe tejto štúdie – že mutácie v onkogénoch sú častejšie, než sa doteraz predpokladalo. Napriek tomu trvalá aktivácia onkogénu nemusí nevyhnutne viesť k rakovine.
Čítajte viac „Zdravé raňajky“, ktoré vám potichu ničia pankreas: Tieto potraviny by ste mali okamžite vyradiť
„Napríklad sme objavili bunky s mutovanými onkogénmi v mozgu, ktoré sa síce rýchlejšie množili, ale nevytvorili zhubný nádor. Zdá sa, že telo má účinné ochranné mechanizmy, ktoré dokážu udržať potenciálne nebezpečné bunky pod kontrolou,“ uvádza hlavná autorka Verena Körber.
Zvyčajne nestačí jedna mutácia – musí dôjsť k viacerým genetickým zmenám, aby sa spustil proces vzniku rakoviny. Dôležitú úlohu zohrávajú aj negenetické faktory, napríklad zápalové procesy v mikroprostredí buniek, ktoré môžu podporiť malígnu transformáciu.
V ďalšej fáze chcú vedci zistiť, ktoré selekčné faktory vedú bunky s aktivovanými onkogénmi k malígnej transformácii a ktoré naopak dokážu tento proces zastaviť. Víziou tímu je využiť tieto poznatky na vývoj nových stratégií zásahu.
Paresh Vyas ako príklad uvádza myelodysplastický syndróm (MDS) – poruchu kmeňových krviniek v kostnej dreni, ktorá môže prejsť do akútnej myeloidnej leukémie, veľmi ťažko liečiteľného ochorenia. Nie všetci pacienti s MDS však dostanú leukémiu – preto by bolo veľkým prínosom presne identifikovať ohrozené osoby, aby im bolo možné cielene pomôcť.
Thomas Höfer verí, že výskum evolúcie buniek pomocou SCIFER-u, zameraný na MDS a ďalšie krvné rakoviny, by mohol už v dohľadnej dobe priniesť medicínsky hodnotné výsledky.
