У многих курильщиков никогда не развивается рак лёгких, тогда как некоторые люди, никогда не курившие, сталкиваются с этим заболеванием. Точно так же далеко не у всех, кто подвергается воздействию солнечного света, развивается рак кожи. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, может помочь объяснить давнюю загадку в биологии рака: почему люди, сталкивающиеся с похожими факторами риска окружающей среды, часто имеют кардинально разные шансы развития болезни.
«Это исследование даёт нам поразительную подсказку: наши унаследованные гены могут сильно влиять на то, как развиваются опухоли после повреждения ДНК», — заявил руководитель отдела научной информации организации Cancer Research UK Сэм Годфри в пресс-релизе.
Учёные выяснили, что даже сравнительно небольшие унаследованные генетические различия могут менять то, как эволюционируют опухоли после воздействия одного и того же канцерогенного повреждения ДНК. По их словам, полученные данные показывают, что при разработке будущих стратегий профилактики рака и скрининга необходимо учитывать наследственную генетику и разнообразие популяций.
Результаты свидетельствуют о том, что наследственный генетический фон человека помогает определить, какие мутации закрепятся, как будут развиваться опухоли и, возможно, как они будут реагировать на лечение.
«Нам впервые удалось показать, в какой степени генетический фон влияет как на процессы возникновения мутаций, так и на пути, ведущие к развитию опухоли», — отметил Дункан Одом, возглавлявший исследование в Кембриджском институте CRUK и ныне работающий в Немецком центре исследования рака (DKFZ) в Гейдельберге.
Учёные использовали четыре генетически различающиеся линии мышей, чтобы смоделировать уровень разнообразия, сопоставимый с тем, что наблюдается у людей. Затем животных подвергли воздействию одинаковых доз известного канцерогена, поражающего печень, диэтилнитрозамина, который содержится в табачном дыме и некоторых переработанных продуктах питания и вызывает повреждения ДНК в клетках печени, приводящие к мутациям, способным запустить рост опухоли.
Несмотря на то что всем животным в одном и том же возрасте, 15 дней под контролируемыми условиями вводили одинаковые дозы канцерогена, рак у них развивался по разным эволюционным траекториям в зависимости от генетического фона. В общей сложности было проанализировано почти 600 опухолей, чтобы восстановить ход их эволюции.
Хотя многие опухоли в конечном итоге активировали одни и те же биологические процессы, способствующие росту рака, пришли они к этому через различные мутации и генетические изменения. Это говорит о том, что наследуемая ДНК влияет не только на риск возникновения рака, но и на то, как опухоль эволюционирует после начала формирования.
Необходимость персонализированного подхода к лечению
По словам исследователей, полученные результаты важны для программ скрининга рака и развития прецизионной медицины.
«Если генетический фон влияет и на риск рака, и на эволюционную траекторию опухолей, то будущие стратегии профилактики и скрининга рака должны будут учитывать наследственную генетику и разнообразие населения», — сказала автор исследования Сара Эйткен, ассистент-профессор Йельской школы медицины, которая также работала над этим проектом в Кембриджском институте CRUK.
Учёные также предполагают, что наследственная генетика может влиять на ответ опухоли на препараты, воздействующие на её ДНК, включая некоторые виды химио- и радиотерапии. «Вероятно, реакция людей на противораковые препараты будет отличаться в зависимости от их наследственных генетических особенностей, а значит, нам придётся соответствующим образом адаптировать диагностику и лечение», — добавила Эйткен.
Если эти выводы подтвердятся у людей, это может открыть путь к более индивидуализированным подходам к выбору терапии и оценке риска.
