توالی یابی کل ژنوم میتواند شخصی سازی درمان سرطان را تحقق بخشد

DNA که دارای ساختار مارپیچ دوگانه میباشد ، میتواند جهش ها و تنوع های ژنتیکی زیادی داشته باشد.یک مطالعه بین المللی که اخیرا در مجله Nature Medicine منتشر شد نشان میدهد که توالی یابی کل ژنوم سلولهای توموری می تواند به پیشبینی سرطان بیمار کمک کند و سرنخ هایی برای شناسایی موثرترین درمان ارائه دهد.

DNA ما ، ژنوم انسان ، شامل یک رشته از مولکولهایی به نام نوکلئوتیدها میباشد. این مولکول ها با حروف A ، C ، G و T نشان داده می شوند. گاهی ، تغییراتی در "املای" DNA ما رخ می دهند - مثلاً A به G تبدیل می شود. این تغییرات ، معروف به جهش ، می توانند در اثر عوامل مختلف ، شرایط محیطی ، مانند قرار گرفتن در معرض دود تنباکو یا اشعه ماوراء بنفش و گاهی خودبخودی ایجاد شوند و تمام این ها علامت های مشخصی را بر روی ژنوم بجا میگذارند.

همانطور که سلول ها تقسیم و تکثیر میشوند ، نسخه هایی از DNA خود تهیه می کنند ، بنابراین هر گونه اشتباه در املا تکثیر می شود. با گذشت زمان ، تعداد خطاها جمع می شود و منجر به رشد غیرقابل کنترل سلول - ایجاد تومورها می شود.

توالی یابی کل ژنوم (WGS) ، روشی شامل خواندن کل نقشه ژنتیکی یک سلول سرطانی و مقایسه آن با سلولهای سالم یک بیمار برای دیدن نحوه جهش DNA میباشد. با مطالعه تمام جهش های موجود در کل ژنوم سرطان و جستجوی تمام علامت های موجود در آنها ، می توان عوامل مختلفی را که بر روی تومور عمل کرده اند ، شناسایی کرد.

برای فهم اینکه آیا WGS در یک شرایط بالینی مفید میباشد یا خیر ، محققان کمبریج با همکارانشان در سوئد در حال اجرای یک پروژه گسترده جمعیتی به نام SCAN-B میباشند که از سال 2010 تمام زنانی که در جنوب سوئد با سرطان پستان تشخیص داده شدند را به عضویت در آورده است. اینکه SCAN-B دارای مقادیر زیادی داده بالینی باشد ، بسیار مهم بود.

در این همکاری بین المللی ، محققان از WGS برای تجزیه و تحلیل تومورهای بیمارانی که با سرطان های سینه سه منفی تشخیص داده شدند ، استفاده کردند. این سرطانها به این دلیل سه منفی  نامیده می شوند که فاقد سه مولکول اصلی هستند که به عنوان گیرنده شناخته می شوند. آنها مسئول حدود 9٪ از سرطانهای پستان میباشند و با نتایج درمانی ضعیف تری همراه هستند. آنها همچنین در بین زنان با تبار آفریقایی و آسیایی شایع تر میباشند.

دکتر Serena Nik-Zainal از بخش تحقیقات پزشکی سرطان دانشگاه کمبریج و استاد راهنمای این مطالعه ، توضیح می دهد : " توالی یابی کامل ژنوم نمای کاملی از ژنوم سرطان را به ما می دهد. این امر چیزهای زیادی را به ما نشان می دهد که قبلاً نمی توانستیم ببینیم ، زیرا ما در حالت عادی در جستجوی آنها نبودیم."

وی گفت : "داشتن نقشه کامل ژنوم سرطان مخصوص هر بیمار به ما کمک می کند تا بفهمیم چه عاملی باعث ایجاد تومور در هر بیمار شده و هر فرد را به طور مؤثرتر درمان میکنیم. پیش از این ، این امر مثل رفتن به یک سفر با یک نقشه محدود بود ، اما اکنون ، با توالی یابی کامل ژنوم ما یک نقشه بسیار بهتر و با جزئیات بیشتر داریم و بهترین مسیر را برای رسیدن به مقصد خود میدانیم. "

محققان سپس از یک الگوریتم کامپیوتری به نام HRDetect استفاده کردند ، که قبلاً از آن برای شناسایی تومورها با علامت های ناشی از جهش در ژنهای BRCA1 یا BRCA2 استفاده کرده بودند. داشتن یک واریانت (نوع) خاص از یکی از  این دو ژن خطر ابتلا به سرطان پستان را تا حد زیادی افزایش می دهد و یک کلاس نسبتاً جدید از داروهای ضد سرطان به نام مهارکننده های PARP به طور خاص برای این تومورها ایجاد شده اند. نمرات HRDetect پیش از این نشان می داد كه نسبت بیشتری از زنان در جمعیت عمومی می توانند تومورهایی داشته باشند كه بسیار شبیه به سرطانهای جهش یافته BRCA1 / BRCA2 هستند.

این تیم ، با در نظر گرفتن امتیازات ،  هر بیمار را در گروه نمره بالا ، متوسط ​​یا پایین طبقه بندی کرد.

بیمارانی که نمره بالایی گرفتند ، کسانی بودند که بهترین نتیجه را با استفاده از درمان های فعلی برای سرطان سینه سه منفی داشتند - به احتمال زیاد آنها به مهار کننده های PARP نیز پاسخ می دهند.

با کمال تعجب ، افراد با نمرات متوسط ​​ ضعیف ترین نتیجه را داشتند. درمان های فعلی سرطان پستان سه منفی دارای اثربخشی اندکی بودند که نشان می دهد رویکردهای جدید برای مقابله با این سرطانها لازم است. با این حال ، تغییرات ژنتیکی و علامت هایی که از طریق WGS فاش شدند ،  سرنخ هایی از مکانیسم های هدایتگر این تومورها به ما داده اند که به نوبه خود ممکن است برای ایجاد داروهای جدید به ما کمک کنند.

گروه بیماران با نمرات پایین نیز نتایج ضعیفی دارند ، هرچند که این نتایج به اندازه بیماران گروه متوسط بد ​​نیستند. با این حال ، پروفایل WGS در برخی از این تومورها ناهنجاری های بیولوژیکی را نشان میدهد که به طور بالقوه می توانند توسط داروهای موجود یا داروهایی که در حال حاضر تحت آزمایشات بالینی میباشند ، مانند به اصطلاح مهار کننده های نقاط بازرسی یا مهار کننده های AKT مورد هدف قرار گیرند.

دکتر Johan Staaf ، نویسنده اول این مطالعه از بخش علوم بالینی داشگاه لوند ، سوئد ، میگوید : "با استفاده از توالی یابی کامل ژنوم ، ما می توانیم تومورهایی را که احتمالا به داروهای فعلی بیماران مبتلا به سرطان سینه سه منفی ، نوعی سرطان پستان که ما هنوز برای درمان مناسب آن تلاش می کنیم ، پاسخ میدهند از تومور هایی که احتمالا به این داروها پاسخ نمیدهند ، متمایز کنیم. "

"اما مهمتر از همه ، این رویکرد بعلاوه سرنخ هایی از سازوکارهایی که در تومورهایی با نتیجه ضعیف به صورت اشتباه پیش میروند ، به ما خواهد داد و از این رو می توانیم با این تومورها متفاوت رفتار کنیم یا داروهای جدیدی تولید کنیم."

سرعت فناوری توالی یابی به گونه ای پیشرفت کرده است که WGS می تواند در 24 ساعت انجام شود ، 24 تا 48 ساعت دیگر برای تجزیه و تحلیل داده ها مورد نیاز است. بنابراین ، در تئوری ، غربالگری کل ژنوم باید به عنوان یک حق مسلم برای همه بیماران امکان پذیر باشد که این امر امکان خواند اختصاصی تومور افراد و گزینه های درمانی احتمالی را فراهم خواهد کرد.

دکتر  Nik-Zainal می گوید : "پتانسیل توالی یابی کامل ژنوم در رویکرد شخصی درمان سرطان بسیار زیاد است." "در گذشته هزینه و مشکلات مربوط به مدیریت حجم عظیمی از داده ها ، موانع زیادی ایجاد می کردند ، اما ما اکنون به زمانی نزدیک می شویم که این روش درمانی میتواند به طور معمول به تمام بیماران ارائه شود و این پتانسیل را دارد که حتی مقاوم ترین سرطان ها را مدیریت کند."