Prostatacancer: Big data låser upp 80 nya läkemedelsmål
I den största studien för att analysera genetiken för prostatacancer hittar forskare inte mindre än 80 nya potentiella läkemedelsmål. Projektet öppnar stora vägar för design av nya behandlingar.
Att extrahera genetiska data var en gång en besvärlig och otroligt tidskrävande uppgift.
Men när tekniken fortsätter att förbättras har jobbet blivit betydligt snabbare och billigare.
Parallellt har verktygen tillgängliga för hantering av stora datamängder förbättrats avsevärt.
Sammantaget betyder detta att de oceaner av information som skördats från genetisk kod kan analyseras, kartläggas och kombineras relativt lätt för att ge en ny nivå av tydlighet.
Nyligen använde ett internationellt team detta dubbelsträngade tillvägagångssätt för DNA-analys och big data för att fördjupa sig i genetiken för prostatacancer. På jakt efter molekylära chinks i sjukdomens rustning organiserades forskningen av Institute of Cancer Research i London, Storbritannien.
Prostatacancerutmaningar
Prostatacancer är den näst vanligaste cancer bland män i USA. I år kommer det i USA att uppskattas 164 690 nya fall av prostatacancer och nästan 30 000 dödsfall på grund av sjukdomen.
Även om forskare har kommit framåt med att förstå och behandla prostatacancer, finns det fortfarande ett antal svårigheter.
Som studieledare förklarar professor Rosalind Eeles, "En av de utmaningar vi står inför i cancerforskning är sjukdomens komplexitet och det stora antalet sätt vi potentiellt kan behandla den på."
Dr Justine Alford, från Cancer Research U.K., beskriver en annan fråga i att studera och ingripa i prostatacancer.
"Ett stort hinder för att göra ytterligare framsteg mot prostatacancer", förklarar hon, "är bristen på sätt att exakt förutsäga hur en persons sjukdom kommer att utvecklas, vilket gör det utmanande att veta vilken behandling som är bäst för varje patient."
Skörd av genetiska data
För att närma sig problemet från en ny riktning tog forskarna genetisk information från 112 män med prostatacancer och kombinerade den med data från en rad andra studier. Totalt användes prover från 930 patienter.
Med de senaste big data-teknikerna fick teamet ny insikt i genetiska förändringar som utlöser utvecklingen och driver framstegen för prostatacancer. När de väl förstod vilka gener som var inblandade kunde de skapa en karta över de proteiner som kodas av dessa gener.
Därefter vände de sig till en databas som heter canSAR, som kombinerar data från studier, tillämpar maskininlärning och hjälper till att ge insikt i läkemedelsupptäckt.
KanSAR på deras webbplats förklara de frågor som deras databas syftar till att svara på: ”Vad är känt om ett protein, i vilket cancer uttrycks eller muteras det, och vilka kemiska verktyg och cellinjemodeller kan användas för att experimentellt undersöka dess aktivitet? Vad är känt om ett läkemedel, dess cellulära känslighetsprofil och vilka proteiner är det känt att binda som kan förklara ovanlig bioaktivitet? ”
Forskarna fann att 80 av de proteiner som de hade upptäckt var potentiella läkemedelsmål. Och 11 av dessa var riktade mot befintliga läkemedel och sju andra kunde riktas mot läkemedel som redan var i kliniska prövningar.
Deras resultat publiceras denna vecka i tidskriften Naturgenetik.
"Vår studie tillämpade banbrytande tekniker i stor dataanalys för att låsa upp en mängd ny information om prostatacancer och möjliga sätt att bekämpa sjukdomen."
Prof. Rosalind Eeles
Ser till framtiden
Upptäckterna kommer naturligtvis att kräva ytterligare studier innan de kan användas kliniskt, men de ger en rad nya möjligheter.
Som medförfattare Prof. Paul Workman förklarar: "Denna studie har upptäckt ett anmärkningsvärt stort antal nya gener som driver utvecklingen av prostatacancer, och gett oss viktig information om hur man kan utnyttja sjukdomens biologi för att hitta potentiella nya behandlingar. ”
Han hoppas att deras arbete kommer att "stimulera en våg av ny forskning om genetiska förändringar och potentiella läkemedelsmål [de] har identifierat, i syfte att patienter ska ha nytta så snart som möjligt."
En annan snubbel för utformningen av prostatacancerbehandlingar är hur sjukdomen utvecklas olika hos varje individ. Detta gör det mycket svårare att bestämma vilka behandlingsalternativ som passar bäst för varje patient.
Dr Alford hoppas att "[b] y avsevärt förbättrar vår förståelse för genetiken bakom sjukdomen, [...] i framtiden, kan denna kunskap hjälpa läkare att bättre skräddarsy behandlingar för en individs cancer och förhoppningsvis se fler människor överleva sin sjukdom. ”
Det här är tidiga dagar, men resultaten som kommer från nästa generations studier kan vara transformativa till fältet.
