Varför uppstår cancer? Landmarkstudie ger unik insikt
En massiv forskningsinsats som startade för mer än ett decennium sedan har slutfört en omfattande PanCancer Atlas som för första gången erbjuder forskare och kliniker ett sätt att till fullo förstå cancer enligt dess genomiska och molekylära egenskaper.
PanCancer Atlas är så stor att den spänner över mer än två dussin vetenskapliga artiklar publicerade i flera Cell tidskrifter.
Det representerar en enorm milstolpe i The Cancer Genome Atlas (TCGA).
Detta sponsrades av två institut inom National Institutes of Health (NIH): National Cancer Institute (NCI) och National Human Genome Research Institute.
Mer än 150 forskare vid mer än två dussin forskningsinstitutioner över hela USA har arbetat med programmet för 300 miljoner dollar.
"Detta projekt", säger Dr. Francis S. Collins, chef för NIH, "är kulminationen på mer än ett decennium av banbrytande arbete."
Du kan komma åt de nyligen publicerade PanCancer Atlas-artiklarna via en portal som grupperar dem i tre kategorier: ”cell-of-origin-mönster, onkogena processer och signalvägar.”
Tittar på cancer från en annan vinkel
Cancer är en sjukdom som uppstår när celler börjar växa utom kontroll på grund av fel i deras DNA. Det traditionella sättet att klassificera cancer är beroende på var det börjar i kroppen - till exempel bröstcancer, prostatacancer eller magcancer.
Arbetet som kulminerade i PanCancer Atlas lanserades som Pan-Cancer Initiative vid ett möte 2012 som ägde rum i Santa Cruz, CA.
Då märkte forskare redan några intressanta funktioner om cancer som fick dem att ifrågasätta det traditionella sättet att klassificera sjukdomen.
En intressant egenskap var att vissa cancerformer liknade på molekylär nivå, trots att de hade börjat i olika delar av kroppen.
En annan intressant egenskap var att cancer som startade i samma vävnad kunde vara helt annorlunda på molekylär nivå och ha tydliga "genomprofiler".
Konsekvenser för forskare och kliniker
Dessa tidiga molekylära insikter uppmuntrade forskare att undersöka hur förändringar i varje cancers genom - den kompletta uppsättningen av dess DNA - kan driva sjukdomen.
PanCancer Atlas är en produkt av denna insats och kommer att bana väg för att förebygga, upptäcka och behandla cancer i dess olika former.
Som medarrangör för Pan-Cancer Initiative Josh Stuart - professor i biomolekylär teknik vid University of California, Santa Cruz - förklarar, "Insikter om hur en typ av cancer relaterar till en annan typ av sjukdomen kan ha verkliga kliniska konsekvenser."
"I vissa fall", fortsätter han, "kan vi låna kliniska metoder från bättre kända sjukdomar och tillämpa dem på cancer där behandlingsalternativen är mindre väldefinierade."
Att titta på cancer från molekylär vinkel öppnar också möjligheter att utforska läkemedel som redan är godkända för andra sjukdomar som har molekylära egenskaper som också förekommer i cancer.
Ett exempel på detta är den JAK / Stat-molekylära vägen som aktiveras vid reumatoid artrit. Forskarna fann att denna väg är uppreglerad i några av de nyligen definierade tumörklusterna.
PanCancer Atlas-papper
Var och en av de tre grupperna av PanCancer Atlas-papper introduceras av ett flaggskepp eller sammanfattande papper. Det finns tydliga länkar till dessa och följeslagarna på portalens landningssida.
Det första sammanfattningsdokumentet, som introducerar kategorin med titeln "cell-of-origin mönster", ger en översikt över hur forskare använde "molekylär gruppering" för att gruppera tumörer enligt genuttryck, kromosomavvikelse och DNA-förändringar.
Det antyder att dessa resultat kommer att leda till mer specifika terapier för olika typer av cancer.
Det andra sammanfattningsdokumentet introducerar kategorin ”onkogena processer” och föreslår att resultaten kommer att hjälpa forskare att besluta om prioriteringar för vilka immunterapier och andra behandlingar som de bör undersöka.
Förutom att ge en bred sammanfattning beskriver artikeln identifieringen av tre kritiska processer vid cancerutveckling: ärvda och förvärvade mutationer; hur en tumors genom och epigenom påverkar gen- och proteinuttryck; och interaktioner mellan tumörceller och de i immunsystemet.
Det tredje sammanfattningsdokumentet, som täcker kategorin ”signalvägar”, sammanfattar resultaten beträffande förändringar av genomet i signalvägarna som reglerar cellcykeln, celltillväxt och celldöd.
Denna uppsats belyser likheterna och skillnaderna i dessa processer för olika cancerformer och föreslår att resultaten kommer att hjälpa till att utveckla nya behandlingar inom personlig medicin och kombinationsbehandling.
"Denna analys ger cancerforskare en aldrig tidigare skådad förståelse för hur, var och varför tumörer uppstår hos människor, vilket möjliggör bättre informerade kliniska prövningar och framtida behandlingar."
Dr Francis S. Collins
