Kanker: Wetenschappers vinden 129 'springgenen' die tumorgroei stimuleren
Bij kankeronderzoek zoeken wetenschappers meestal naar kankergenen door het genoom te doorzoeken op veranderde sequenties - of mutaties - in DNA. Maar een nieuwe studie heeft nu onthuld dat springgenen, die over het hoofd worden gezien bij de gebruikelijke sequencing, ook belangrijke drijfveren zijn voor tumorgroei.
Onderzoekers hebben 129 springgenen ontdekt die kanker kunnen veroorzaken.Wetenschappers van de Washington University School of Medicine in St. Louis, MO, ontdekten dat springgenen wijdverspreid zijn bij kanker en tumorgroei bevorderen door kankergenen te dwingen ingeschakeld te blijven.
Ze analyseerden 7.769 tumormonsters van 15 verschillende soorten kanker en vonden 129 springende genen die tumorgroei kunnen stimuleren door hun invloed op 106 verschillende kankergenen.
De springende genen functioneerden als "heimelijke schakelaars" in 3.864 van de tumoren die het team analyseerde. Deze tumoren waren afkomstig van borst-, karteldarm-, long-, huid-, prostaat-, hersen- en andere soorten kanker.
Een recent Nature Genetics paper geeft een volledig verslag van de studie.
Door springende genen te identificeren als potentiële genetische doelwitten, zijn de bevindingen baanbrekend in de zoektocht naar nieuwe kankerbehandelingen.
"Als je", zegt Ting Wang, hoogleraar geneeskunde bij de afdeling Genetica, "typische genoomsequencing uitvoert, op zoek naar genetische mutaties die kanker veroorzaken, zul je geen springgenen vinden."
Een ziekte met vele genetische facetten
Kanker ontstaat wanneer de genetische instructies die bepalen hoe cellen functioneren, in het bijzonder hoe ze rijpen en delen, bepaalde veranderingen ondergaan.
Enkele van de genetische veranderingen die kanker veroorzaken, veranderen de natuurlijke remmingen van het lichaam op celgroei; andere kunnen de structuur en functie van eiwitten die het werk van cellen uitvoeren, verstoren en ze in goede staat houden.
Genetische veranderingen die kanker kunnen veroorzaken, kunnen van ouder op kind worden overgedragen. Ze kunnen ook ontstaan tijdens iemands leven, zoals tijdens de celdeling, of als reactie op ultraviolette straling, kankerverwekkende stoffen in tabaksrook of andere omgevingsfactoren.
Er zijn verschillende soorten genetische veranderingen. Sommige hebben betrekking op slechts één bouwsteen van DNA, terwijl andere lange reeksen bouwstenen kunnen dupliceren, weglaten of herschikken.
Een andere manier waarop genetische veranderingen tot kanker kunnen leiden, verandert het DNA zelf niet, maar verandert het vermogen om zijn instructies uit te drukken. Dit type verandering wordt epigenetisch genoemd. Een manier waarop het gebeurt, is door middel van chemische tags die zich aan het DNA hechten.
Het is normaal dat cellen, zelfs gezonde, genetische veranderingen hebben, maar kankercellen hebben de neiging om er veel meer van te hebben. De kanker van elke persoon heeft zijn eigen patroon van genetische veranderingen, en zelfs in dezelfde tumor kunnen verschillende cellen verschillende genetische vingerafdrukken hebben.
Springende genen - een nieuw type driver
Springende genen, die wetenschappers transponeerbare elementen noemen, zijn sequenties van DNA die in een genoom kunnen bewegen. Ze 'zijn er in veel verschillende vormen en vormen', en wetenschappers hebben gespecialiseerde hulpmiddelen nodig om ze te analyseren.
Dankzij verbeterde en krachtige technieken realiseren wetenschappers zich dat springgenen erg actief zijn in het genoom en dat ze misschien “niet langer gemarginaliseerd mogen worden”.
Hoe springende genen tijdens de evolutie hun weg naar het menselijk genoom vonden, is een veelbesproken vraag. Sommige mensen hebben betoogd dat virale infectie een veel voorkomende route is.
Eerdere studies hebben aangetoond dat specifieke elementen binnen springgenen de expressie van kankergenen kunnen beïnvloeden. Deze hebben dergelijke gebeurtenissen echter niet in detail onderzocht of onderzocht hoe vaak ze voorkomen bij verschillende kankers.
Daarom besloten Prof. Wang en zijn team deze punten aan te pakken door tumormonsters uit het programma The Cancer Genome Atlas te gebruiken.
Ze ontdekten dat springgenen een kenmerk zijn van veel kankers met versnelde tumorgroei.
Het lijkt erop dat bij deze agressievere kankers de springgenen zich gedragen als 'cryptische schakelaars' die kankergerelateerde genen inschakelen die meestal stil zijn - en ze ingeschakeld houden.
Springende genen variëren tussen kankersoorten
Een kritische bevinding van de studie is dat hoewel springgenen wijdverspreid lijken te zijn bij kanker, hun patroon van aanwezigheid en invloed varieert per kankertype.
Het team ontdekte bijvoorbeeld dat 12 procent van de hersenkankers van glioom ten minste één springgen had, terwijl dit cijfer 87 procent was voor een type longkanker dat plaveiselcelcarcinoom wordt genoemd.
"Springende genen zijn belangrijker bij sommige kankersoorten dan bij andere, maar gemiddeld ontdekten we dat minstens één van hen een kankergen activeerde in ongeveer de helft van alle tumoren die we bestudeerden", legt prof. Wang uit.
Hij suggereert dat het geven van artsen dit soort informatie hen zou kunnen helpen beslissen of ze bepaalde vormen van kanker 'agressiever' moeten behandelen.
"Het biedt ook nieuwe doelen om te studeren voor toekomstige kankertherapieën", voegt hij eraan toe.
Een andere belangrijke bevinding was dat springgenen die als onopvallende schakelaars werkten, vaker voorkwamen bij kankers waarvan de DNA-vorm meer open was. Het genoom houdt het DNA meestal goed gesloten. Open gevormd DNA verliest eerder een deel van zijn functie.
“Veel van wat transponeerbare elementen in ons genoom doen, is nog steeds een raadsel. Deze studie is de eerste gedetailleerde schets van hun belangrijke rol bij kanker. "
Prof. Ting Wang