Турецкие ученые в результате экспериментов на лабораторных мышах выявили 12 генов, которые определяют степень реакции организма на лучевую терапию при раке легких. Это открытие может стать шагом к созданию персонализированных методов радиотерапии, адаптированных под генетические особенности каждого пациента.
Исследование проведено при поддержке Турецкого управления институтов здравоохранения (TÜSEB) и Исследовательского центра Валидебаг Университета медицинских наук (SBÜ). Его цель заключалась в том, чтобы определить влияние высоких доз радиации на экспрессию генов при немелкоклеточном раке легких и установить, какие гены изменяются наиболее существенно.
Для эксперимента использовались особые лабораторные животные так называемые «обнаженные мыши» (nude mice), на которых были созданы модели опухолей легких. После того как опухоль достигала нужного размера, животным проводилась радиотерапия в клинике радиационной онкологии больницы Хайдарпаша Нумуне, а через 48 часов ткани опухолей анализировались на генетическом уровне.
С помощью технологий нового поколения секвенирования (Next Generation Sequencing – NGS) и биоинформационного анализа исследователи определили 12 генов, которые устойчиво меняли свое поведение во всех экспериментальных группах под воздействием радиации.
Ученые установили, что некоторые гены-супрессоры опухолей, связанные с иммунным ответом, активируются после облучения, что повышает эффективность терапии. В то же время было обнаружено, что определенные гены, участвующие в рецидиве заболевания и метастазах в кости и мозге, после радиотерапии значительно усиливают свою активность. Это показало, что опухоль способна вырабатывать защитные механизмы и устойчивость к облучению.
Таким образом, исследование впервые на молекулярном уровне продемонстрировало, как клетки рака легких отвечают на радиотерапию. Ученые считают, что этот подход позволит отказаться от единого стандарта дозировки и перейти к индивидуальной радиотерапии.
По словам доцента Серхата Араса, координатора проекта и преподавателя кафедры радиационной онкологии больницы Хайдарпаша Нумуне, рак легких остается одним из самых распространенных видов онкозаболевания в мире.
«Мы хотели увидеть, как радиотерапия влияет на генетику опухоли и уровень экспрессии генов. Каждый ген реагирует на облучение по-своему, и мы смогли создать генетическую карту этих изменений», – сказал Арас.
Семь из двенадцати выявленных генов связаны с размножением и подавлением опухоли, а также с иммунным ответом организма. Пять генов, активировавшихся после облучения, играют ключевую роль в рецидиве болезни и развитии метастазов, что подтверждает способность опухолевых клеток развивать устойчивость к терапии.
Арас отметил, что NGS-анализ открывает путь к применению персонализированной радиотерапии.
«Если мы сможем определить на молекулярном уровне, как организм реагирует на облучение, дозу можно будет подбирать индивидуально. Для генов, устойчивых к радиации, потребуется комбинированная терапия с иммунотерапией или таргетными препаратами», – добавил он.
Исследование стало первым в Турции, выполненным с использованием секвенирования нового поколения. Его результаты опубликованы в международном рецензируемом журнале.
Доктор Тугба Кул Кепрюлю из Института медицинских наук имени Хамидие при SBÜ объяснила, что технология NGS позволяет исследовать поведение генов в деталях.
«Метод RNA-Seq позволяет быстро получать большие объемы данных и отслеживать, какие гены активируются или подавляются после радиотерапии. Это помогает выявлять механизмы устойчивости и ключевые регуляторные процессы, участвующие в развитии опухоли»,- сказала она.