L’iniziativa Pan-Cancro Studio, un grande sforzo per analizzare le aberrazioni molecolari in cellule tumorali in una vasta gamma di tipi di tumore, ha prodotto una grande varietà di nuovi risultati riportati in 18 prossimi documenti, di cui quattro pubblicati nel numero di ottobre di Nature Genetics.
L’iniziativa, lanciata a ottobre 2012 in una riunione a Santa Cruz, in California, è parte del Cancer Genome Atlas (TCGA) progetto condotto dal National Cancer Institute e dall’ Istituto Nazionale di Ricerca del Genoma.
Josh Stuart, professore di ingegneria biomolecolare presso l’Università della California, Santa Cruz, ha contribuito a organizzare l’iniziativa Pan-cancro ed è autore di un commentario in Nature Genetics che dà una panoramica del progetto e dei suoi risultati iniziali.
“Per anni abbiamo cercato in un tipo di tumore alla volta, ma trovare somiglianze attraverso tessuti di vari tipi di tumore può avere importanti implicazioni per il trattamento”, ha spiegato Stuart.
Ad esempio, alcuni tipi di tumore della vescica sono molto simili a certi tipi di tumore ai polmoni e alla testa e al collo e riconoscere quelle affinità, può aprire la strada a nuove opzioni terapeutiche. “Questo potrebbe consentire agli oncologi di applicare tutto quello che sanno circa il trattamento del tumore a cellule squamose della testa e del collo, al dieci per cento dei casi di tumori della vescica che hanno le stesse caratteristiche”, ha continuato Stuart.
TCGA sta generando mappe complete delle principali modifiche genomiche nei principali tipi e sottotipi di cancro, coprendo almeno 20 diversi tipi di cancro. Ricercatori TCGA hanno realizzato il sono profilo di migliaia di tumori, alla scoperta di aberrazioni molecolari al DNA, RNA, proteine e livelli epigenetici. L’iniziativa Pan-cancro ha fatto l’ analisi comparative dei primi 12 tipi di tumore profilati da TCGA.
Le analisi mostrano che il tessuto di origine è un fattore importante che produce un segnale dominante nei tumori, principalmente in base al loro tessuto di origine. Ma i dati rivelano anche un certo numero di segnali interessanti che riguardano più tipi di tumore e suggeriscono nuovi modi di categorizzare i tumori. Inoltre, la potenza statistica acquisita mediante la combinazione di tutti i dati disponibili provenienti da diversi tipi di tumori, ha permesso di vedere nuovi modelli di aberrazioni genomiche.
“Nel carcinoma ovarico, per esempio, siamo stati in grado di identificare le mutazioni correlate con la risposta al trattamento, ma solo utilizzando dati provenienti da altri tipi di cancro”, ha detto Stuart.
Le cellule tumorali spesso accumulano grandi quantità di mutazioni genetiche che non giocano un ruolo nel guidare la crescita incontrollata delle cellule che è un marchio di garanzia per lo sviluppo del cancro. Queste mutazioni passeggere complicano notevolmente gli sforzi per identificare i driver della genomica del cancro. L’aggregazione dei dati dai diversi tipi di tumore ha prodotto la potenza statistica sufficiente per vedere modelli che non erano prima evidenti. “Uno dei prossimi documenti identifica con elevata sicurezza, molti nuovi driver della genomica del cancro”, ha detto Stuart.
Le analisi della Pan-cancro hanno anche rivelato l’importanza di nuove classi di mutazioni, come quelle che hanno effetto sul DNA di una cellula e che sono confezionate nei cromosomi. Quando le cellule si differenziano in tipi di cellule specializzate durante lo sviluppo di un organismo, alcuni geni sono spenti e altri sono accesi a seconda di come il DNA è confezionato insieme con proteine specializzate a produrre “cromatina”. Modifiche genomiche (amplificazione genica, delezione o mutazione) che interessano i geni che controllano il confezionamento di DNA, possono interrompere questo meccanismo di regolazione chiave.
Uno studio pubblicato su dei Nature Genetics ha analizzato le amplificazioni e delezioni e trovato 104 nuove regioni che non erano state associate con il cancro in precedenza e queste regioni contengono una ricca offerta di geni coinvolti nelle modifiche “epigenetiche” della cromatina.
“Ci sono tanti modi diversi per rovinare la confezione del DNA che sembrano casuali in un qualsiasi tipo di tumore, ma ora abbiamo dati sufficienti per affermare che il rimodellamento della cromatina è un fattore importante in molti di questi tumori”, ha detto Stuart .
Stuart ha svolto un ruolo centrale nella creazione del quadro organizzativo che ha realizzato le analisi della Pan-cancro. Il progetto è iniziato come una collaborazione informale tra i membri della rete di ricerca TCGA, ma poi rapidamente si è ampliato per includere molti altri ricercatori interessati.Coordinare tutti questi sforzi è stato un compito importante.Stuart ha lavorato con la società di bioinformatica Sage Bionetworks per creare un repository di dati chiamato Synapse, per il progetto.
“Le interdipendenze sono così complicate che tutti dovevano rispettare un calendario per poter giocare la partita”, ha detto Stuart. “Il sistema ha funzionato molto bene e il progetto è aumentato a dismisura, perché ci sono tante cose interessanti da osservare. “.
Il sistema Synapse creato da Sage Bionetworks è descritto in Nature Genetics “Questo repository di dati ben organizzato è ora disponibile per gli scienziati di tutto il mondo per andare al di là di queste analisi iniziali e scoprire ancora di più sul cancro”, ha spiegato Stuart.
La speranza è che queste indagini cross-tumorali possano portare a nuovi e migliori trattamenti del cancro. Uno degli obiettivi è quello di identificare i biomarcatori che possono essere utilizzati in una vasta gamma di tipi di tumore per indicare quali terapie sono suscettibili di essere più efficaci. I risultati di questi studi possono anche puntare verso bersagli per nuovi agenti terapeutici che possono essere testati clinicamente.
“Questi documenti iniziali sono solo il primo passo e ci aspettiamo molto di più per l’avvenire, dalle iniziative Pan-cancro”, ha concluso Stuart.
Fonte Il Cancro Genome Atlas progetto Pan-Cancro analisi . Nature Genetics , 2013; 45 (10): 1113 DOI:10.1038/ng.2764
