Stworzenie przez polskich naukowców atlasu mutacji somatycznych w genach białek zaangażowanych w powstawanie oraz funkcje miRNA to przełom w dziedzinie genetyki nowotworów.
Rozwój nowotworu związany jest z gromadzeniem się w obrębie materiału genetycznego komórki (czyli DNA) szeregu mutacji somatycznych.
Mutacje somatyczne znajdują się w większości komórek nowotworu i określa się je jako zmiany nabyte, czyli niedziedziczne. Mutacje te warunkują niekontrolowane namnażanie się komórek nowotworowych co skutkuje ekspansją klonalną prowadzącą do rozwoju nowotworu. Niektóre z funkcjonalnych mutacji somatycznych w genomie nowotworowym powodują utratę funkcji genów supresorowych (czyli takich których zadaniem jest hamowanie procesów wzrostu i różnicowania się komórek oraz utrzymanie stabilności genetycznej komórki). Inne zaś mają charakter aktywujący, prowadząc do nabycia nowych funkcji i aktywacji onkogenów.
Identyfikacja tych funkcjonalnych mutacji pozwala lepiej zrozumieć procesy zachodzące w nowotworach oraz staje się podstawą do opracowania nowych markerów czy spersonalizowanych terapii nowotworowych.
Naukowcy z Instytutu Chemii Bioorganicznej PAN – z zespołu prof. Piotra Kozłowskiego przedstawili pierwszą kompleksową analizę mutacji somatycznych w genach białek zaangażowanych w powstawanie oraz funkcje miRNA. Badacze pokazali też, jaki jest efekt tych mutacji na poziom mikroRNA w komórce nowotworowej. W niektórych przypadkach wskazali również efekty kliniczne takich mutacji, między innymi pokazując ich wpływ na szanse pacjenta na przeżycie.
MikroRNA (miRNA) to krótkie, niekodujące, jednoniciowe cząsteczki RNA (o długości około 21 nukleotydów), które pełnią ważną rolę w potranskrypcyjnej regulacji większości genów kodujących białka. Można powiedzieć, że mikroRNA są „strażnikami” dbającymi o prawidłowy przebieg procesów w komórce.
Ekspresja ponad 30% genów ludzkich jest kontrolowana przez miRNA. Chociaż biologiczna funkcja większości zidentyfikowanych do tej pory mikroRNA nie została nadal rozpoznana, wykazano, że cząsteczki miRNA wpływają na obniżenie ekspresji genów, jak również biorą udział w stymulacji lub zahamowaniu wielu ważnych procesów biologicznych a także procesów chorobotwórczych, w tym procesu nowotworzenia. Rola miRNA w procesie nowotworzenia stała się ostatnio obiektem zainteresowania wielu badaczy co pozwoliło na identyfikację szeregu miRNA związanych z onkogenezą.
Przedmiotem prowadzonych w Instytucie Chemii Bioorganicznej PAN badań była przede wszystkim analiza ekspresji miRNA. Polscy naukowcy przeprowadzili analizę występowania mutacji somatycznych w panelu 29 genów zaangażowanych w biogenezę i funkcję miRNA. W tym celu wykorzystali dane z ponad 10 tys. próbek różnych typów nowotworów, zebranych w repozytorium The Cancer Genome Atlas (TCGA). Naukowcy z Poznania zidentyfikowali ponad 3600 mutacji somatycznych oraz wykryli geny wzbogacone w mutacje w specyficznych typach nowotworów. W wyniku przeprowadzonych analiz badacze zidentyfikowali również szereg nawracających mutacji typu „hotspot” i wykazali, że występowanie mutacji hotspot w genach takich jak SMAD4, SMAD2 czy DICER1 wpływa na biogenezę mikroRNA oraz koreluje ze zmianą poziomu ekspresji miRNA i obniżonym przeżyciem pacjentów.
Prace te stanowią ogromny wkład w rozwój genetyki nowotworów, a uzyskane wyniki poszerzają wiedzę na temat mutacji występujących w poszczególnych nowotworach.
