Результаты международного проекта по определению генетических маркеров

В 2013 г. начались публикации результатов крупнейшего международного проекта по выявлению генетических маркеров трех наиболее частых раковых заболеваний: рака груди у женщин, рака простаты у мужчин и рака яичников.  В эти исследования были воволечены более 100 научных организаций, и генетические исследования были проведены на 200 000 пациентах.  В результате были найдены десятки последовательностей генетической информации, так называемых маркеров ДНК, которые могут помочь определить персональный риск для вышеупомянутых раковых заболеваний.

Рак груди – это наиболее частая форма рака среди женщин по всему миру, ежегодно регистрируется более 1 миллиона новых случаев. Рак простаты находится на втором месте по частоте встречаемости после рака легкого у мужчин, около 900 тысяч новых случаев возникает каждый год по всему миру.  Рак яичников составляет около 4 процентов от всех диагностируемых раковых заболеваний у женщин, что составляет около 225 тысяч случаев во всем мире ежегодно.

Human chromosomesРезультаты исследований опубликованы в виде 13 отчетов в медицинских научных журналах.  Они подготовлены на основе сотрудничества между 130 научными организациями в Соединенных Штатах, Европе и по всему миру.  Исследования оплачивались фондом по исследованию рака Великобритании, Европейским Союзом и Национальными Институтами Здоровья США.

Ученые использовали расшифрованные последовательности ДНК от более чем 200 000 человек в целях найти маркеры, то есть специфические участки ДНК, связанные с риском заболевания, среди всего кода человеческой наследственности, состоящей из 3 миллиардов нуклеотидов или букв кода ДНК.

Ученые обнаружили 49 новых маркеров риска для рака груди, а также два других редко мутирующих гена, которые влияют на риск рака груди.  Для рака простаты было найдено 26 маркеров и 8 для рака яичников. Каждый маркер сам по себе не является свидетельством в пользу риска заболевания, но вместе с уже известными маркерами позволяет правильно оценить степень риска – так утверждают исследователи, принявшие участие в проекте.

Генетический тест, сопровождаемый математическим анализом риска, сможет сократить необходимость проведения таких современных тестов, как маммография или анализ на специфический ген простаты, или простат-специфический антиген (PSA), который используется сейчас для диагностики рака предстательной железы.

Вот некоторые выводы по результатам проекта:

— Для рака груди исследователи подсчитали, что при использовании всех известных маркеров, включая новые, можно выявить среди населения 5% женщин, у которых риск болезни вдвое больше, чем у остальной части популиции, и 1% женщин с трехкратным риском возникновения рака груди.  В среднем риск возникновения рака груди в развитых странах составляет 12% в течение жизни. Этот процент ниже в развивающихся странах в связи с тем, что там у женщин доминируют другие болезни.

— Для рака простаты, если использовать все известные маркеры, можно выявить 1% мужчин, у которых риск появления этой разновидности рака выше в 5 раз по сравнению с остальной популяцией мужчин. В развитых странах риск появления рака простаты составляет от 14% до 16% в расчете на всю продолжительность жизни.

— Новые генетические маркеры также могут помочь правильно оценить риск рака груди у женщин, имеющих мутации в генах BRCA1 и BRCA2, у которых риск развития рака груди оценивается как 85%.  Исследователи полагают, что на основе новых маркеров можно будет выявить среди этих женщин небольшую группу тех, у которых этот риск 28% и ниже.

24 Июль

Новый метод анализа крови позволит распознать рак и проконтролировать его лечение

Диагностику рака и контроль изменения раковой опухоли в процессе лечения можно будет проводить на основании анализа крови. В этом уверены ученые Кембриджского исследовательского института. До сих пор для подтверждения диагноза большинства раковых заболеваний применяли биопсию, то есть полученный хирургическим путем кусочек ткани пораженного органа.

30 мая 2012 г. Доктор Нитсан Розенфелд, ведущий исследователь Отдела по изучению рака Кембриджского исследовательского института Великобритании сообщила об разработке нового лабораторного теста по диагностике и лечению рака, основанного на анализе крови пациента. По ее словам это простое и недорогое исследование крови может стать революцией в диагностике и лечении рака.

TP53 geneОбычно для диагностики рака применяют биопсию, то есть хирургическое иссечние кусочка органа, подозрительного на раковое перерождение. В процессе лечения пациента с заболеванием также необходимо контролировать состояние опухоли. На основании нового теста, разработанного в Кембриджском институте, это можно будет делать без проникновения в опухоль и только на основании исследования крови. Тест основан на выявлении и измерении уровня содержания кусочков неправильной ДНК – кусочка гена, который раковые клетки выделяют в русло крови. Этот тест показал хорошие результаты при лечении 20 женщин, больных раком груди. Это первое предложение по диагностике раковых заболеваний на основании анализа крови.

Преимущество метода в том, что сопуствующие раку мутации выявляются без хирургического вмешательства. Теперь исследователи планируют испытать этот метод на значительном числе пациентов и распространить его на другие раковые заболевания, которые также имеют свои генетические маркеры, которые присутствуют в крови человека. Др Розенфелд говорит: “Нам необходимо подтвердить точность нашего теста на большом числе пациентов, и на других типах раковых заболеваний, в дальнейшем этот тест может быть адаптирован для поиска других мутаций, свойственных другим раковым болезням по мере обнаружения медицинской наукой новых генетических раковых мутаций”. Статья Доктора Розенфелд опубликована 30 мая 2012 г. в журнале Science Translation Medicine. Текст статьи размещен в интернете на платном сайте журнала.

Хоть это и кажется таким очевидным, но до сих пор никто не пытался найти ДНК с раковыми мутациями в крови пациента. Теперь разработан метод, названный Глубокое Целевое Секвенирование (TAm-Seq). Британские ученые проверили 5995 пар нуклеотидных оснований для выявления редко встречающихся мутаций. Метод TAm-Seq позволил ученым выявить в крови мутации редко встречающихся генов с вероятностью более 97%. Они идентифицировали мутации, присутствующие в подавляющем опухолевый рост гене TP53 в 46 образцах плазмы крови у больных раком яичника. Применяя новый метод, ученые продемонстрировали возможность выявления метастазов у больных с множественными первичными опухолями. В другом случае они выявили в плазме крови мутацию гена EGFR, которая не была найдена при исследовании материала, полученного путем биопсии яичника. В дальнейшем исследователи в течение 16 месяцев наблюдали за динамикой развития опухоли у пациентки с метастазами рака груди, оценивая в плазме крови содержание 10 мутаций, сопровождающих это заболевание.

Необходимо упомянуть, чть в настоящее время уже существует диагностический тест крови на рак яичника, определение так называемого белка CA 125, но его достоверность невелика.  Тест был разработан в начале 1980-х годов.  Белок CA 125 присутсутвует в крови здоровых женщин в концентрации менее 35 единиц на 1 мл.  Для большей достоверности тестируют также жидкость из плевральной полости или из брюшной полости.  При заболевании раком яичника содержание CA 125 возрастает.  При выявлении подозрительного новообразования в области таза и повышении CA 125 более 65 единиц вероятность рака яичника составляет 90%. Этот тест используется также для мониторинга лечения заболевания. Показательным считается снижение или увеличение CA 125 в два и более раз.

1 Июнь

Найден новый ген рака яичников

В августе 2011 г. в Великобритании было установлено, что женщины, имеющие неправильную копию гена под названием RAD51D, имеют 1 шанс из 11 заболеть раком яичников. Как говорят ученые, это самое важное открытие среди генов, связанных с раком яичников, за последние 10 лет.

RAD51D geneОжидается, что в ближайшие годы появится лабораторный тест по определению риска заболеть раком яичников на основе анализа гена RAD51D, что может дать возможность некоторым женщинам принять решение удалить яичники с целью предотвратить это заболевание. Это открытие также ускорит поиск новых лекарств.

Лабораторные данные говорят о том, что клетки с поврежденным геном RAD51D чувствительны к лекарствам из группы PARP-ингибиторов. Это новый класс лекарств, которые также называют ЦЕЛЕВЫЕ ЛЕКАРСТВА, предназначены для лечения рака, вызываемого повреждениями в двух уже известных генах рака груди и рака яичников – BRCA1 и BRCA2.

Несколько крупных фармацевтических фирм, таких как Аббот, Мерк, Пфайзер, Санофи-Авентис и АстраЗенека, разрабатывают лекарства из группы PARP-ингибиторов.  Эти лекарства работают как блокаторы механизмов восстановления ДНК в раковых клетках, останавливают цикл деления клетки и приводят раковые клетки к гибели.  В мае 2011 г. АстраЗенека опубликовала данные по промежуточным клиническим испытаниям одного из лекарств этого класса – Олапариб (Olaparib). Он замедляет развитие рака яичников.

Исследователи из британского Института изучения рака (Institute of Cancer Research) сравнили ДНК женщин из 911 семей с раком яичников и раком груди с ДНК из контрольной группы у более чем 10 000 случайно выбранных женщин.  Ученые обнаружили восемь типов поломок в гене RAD51D у женщин, страдающих указанными формами рака, по сравнению с только одним типом поломки в контрольной группе.

«Женщины с поломкой в гене RAD51D имеют один шанс из 11 заболеть раком яичника» – говорит Назнин Рахман из Института изучения рака, которая возглавляет эти исследования и опубликовала результаты в журнале Nature Genetics.

Рак яичника может долгое время оставаться незаметным, и часто он обнаруживается уже тогда, когда появляются серьезные клинические симптомы. По оценкам медиков, у 230 000 женщин во всем мире диагностируют рак яичника каждый год. Многим из них не ставили этот диагноз до тех пор, пока рак не распространился по организму, и до 70 % из них умирают в течение пяти лет.  В свизи с этим доктор Рахман считает, что женщины с поломками в гене RAD51D могут решиться на удаление яичников после того, как родят детей, в особенности если они знают, что их родственники умерли от этой болезни.

Ген RAD51D относится к семейству генов RAD51, которые кодируют белки, входящие в группу белков, носящих такое же название – RAD51. Эти белки восстанавливают наследственную информацию, записанную на молекулах ДНК в случае ее повреждения во время деления клетки. Белки RAD51 универсальны и обнаружены в клетках других живых существ, например в клетках дрожжей.  Если в эксперименте отключить ген RAD51D у мышей, то произойдет гибель на стадии эмбриона, что также говорит о важной роли этого гена, кодирующего белки, выполняющие один из главных молекулярных процессов в жизни всех живых существ на нашей планете.

Кроме гена RAD51D, связанного с раком яичника и раком груди, существуют ряд других генов, для которыех также установлено, что поломки (мутации) в них повышают риск заболеть этими видами раков. Это гены BRCA-1, BRCA-2, P53, ATM, P65. На анализе генов BRCA-1 и BRCA-2, которые были открыты раньше других, основан генетический тест (BRCA) на рак груди (Breast Cancer (BRCA) Gene Test). Его по желанию может сделать для себя женщина в США, Западной Европе, и некоторых других развитых странах.

2 Январь

Конец патентованию генов

29 марта 2010 г. суд Нью-Йорка принял решение, что патент на два гена, связанных с раком груди, является недействительным.

Chamber of justice 2Декларируя, что гены не могут быть запатентованы, поскольку они на самом деле являются творением природы, а не изобретением, Окружной суд Соединенных Штатов Южного округа штата Нью-Йорк определенно посеял сомнения в том, что патенты, выданные на 2000 с лишним генов человека – около 20% от всего их числа – являются действительными.

Американский Союз Свободных Граждан (ACLU), который подал в суд на этот патент вместе с Фондом Народных Патентов, заявил, что эта победа могла бы предостеречь держателей патентов на гены от использования их для обогащения путем монополизации таких химических соединений как ДНК, которые встречаются в природе, и поэтому не могут квалифицироваться как изобретения, подлежащие патентованию. “Геном человека, как и структура крови, воздуха или воды, была обнаружена, а не создана” – сказал Крис Хансен, поверенный юрист, работающий с Американским Союзом Свободных Граждан.

Патенты, против которых было открыто судебное производство, пытались застолбить варианты двух генов BRCA1 и BRCA2, которые повышают вероятность развития рака груди у женщин. Компания Мириад Дженетикс, Салт Лэйк Сити, штат Юта, разработала и запатентовала диагностические тесты, которые позволяют врачам определить женщин на стадии риска проверяя, появились ли у них эти варианты генов.

Американский Союз Свободных Граждан и организации, поддерживающие его, включая Американское Общество Генетики Человека и Американскую Медицинскую Ассоциацию, настаивали на том, что такие патенты никогда не должны присуждаться, потому что эти гены являются естественными или натуральными. Они аргументируют это тем, что женщины могут могут отказаться от теста, если они или их лечащий врач не смогут позволить себе это тестирование из-за ограниченных средств. Приобретя эти патенты, компания Мириад получила возможность воспрепятствовать разработке более дешевого или бесплатного варианта этого теста, и заблокировала исследования, направленные на разработку других дешевых версий подобных тестов.

Суд поддержал главный довод Американского Союза Свободных Граждан в оспаривании патента о том, что эти гены являются продуктом самой природы. “В связи с тем, что заявленная изолированная часть ДНК не значительно отличается от натуральной ДНК в том виде, в каком она существует в природе, она представляет собой субстанцию, которая не может быть объектом патентования.” – сказано в решении суда. “Очистка натурального продукта без какого-либо изменения не может сделать его патентуемым объектом”- утверждается в документе.

Тем не менее суд не поддержал мнение Американского Союза Свободных Граждан, что в присуждении патента на продукт естественной природы Агенство Патентов и Торговых марок США нарушило конституцию Соединенных Штатов.

Это решение суда явилось последним в долгой череде споров по поводу патентоспособности генов, которая началась в 1991 г., когда журнал Нью Сайнтист выяснил, что Национальный Институт Здоровья США подал заявку на патентование генов. Гены BRCA были в центре ряда заявленных генов, хотя с тех пор были запатентованы тысячи других генов. Решение Американского суда явилось эхом события 2004 г., когда Европейское Патентное Агенство аннулировало патенты компании Мириад на оба этих гена. Решение суда США теперь подвергает сомнению действительность всех патентов на гены, и оставляет открытым вопрос возможны ли какие-либо пути коммерциализации диагностических тестов и способов лечения, основанных на человеческих генах.

Автор admin Категория Патенты и рак - Теги: , , , , , , Комментарии отключены
16 Март

Не рак органа, а клон клеток с одной мутацией

Случаи, подобные тому, что произошло с миссис Янг, это часть направления, которое вероятно изменит будущее больных раком. В эпоху расшифровки генома биологи накапливают информацию о молекулярных путях, которые управляют раковой болезнью, и это заставляет их сомневаться в традиционной классификации раковых заболеваний в зависимости от места их появления. Вместо этого исследователи начинают понимать, что все дело в определенных мутациях, которые делают опухолевые клетки способными бесконтрольно разрастаться. Два пациента с раковыми заболеваниями в совершенно разных тканях организма, но вызванными одной и той же мутацией, могут иметь гораздо больше общего, чем люди с опухолями в одном и том же органе, но вызванными разными молекулярными механизмами. И наоборот, два пациента, страдающие внешне одинаковыми типами опухолей, могут иметь очень разные прогнозы, в зависимости от конкретных возникших мутаций (смотри также статью “Когда лучше ничего не делать”).

Waiting for miracleКогда отказываешься от принципа рассматривать рак, как анатомически определяемую болезнь, и сконцентрируешься на ее молекулярных нарушениях, то лечение становится игрой на совершенно другом поле. Общепринятая химиотерапия и радиотерапия работают будучи особенно токсичными по отношению к делящимся клеткам. В то время как эти методы лечения повреждают быстро делящиеся опухолевые клетки, они также воздействуют на многие процессы в теле человека. “Мы стремимся уйти от такой модели и понять изменения, которые возникают в раковой клетке, и которые отличают ее от нормальной клетки,” – говорит Рамин Бирохим в Институте Рака Дана-Фарбер в Бостоне, штат Массачусетс. “Если вы знаете это, вы можете применить лекарства, которые точно нацелены на эти изменения”.

Такой подход убедил многих онкологов в том, что они смогут трансформировать рак из смертельной болезни в хроническое состояние, с которым люди смогут жить почти бесконечно. Это не будет легко. Лечение, вероятно, потребует применения коктейлей из целевых лекарств, которые должны включаться по мере того, как опухоль будет мутировать. Тем не менее, теоретически эти способы лечения должны работать лучше, чем те, которые применяются сейчас, и будут иметь меньший побочный эффект. “Более целевое лечение будет переключать многие раковые заболевания из быстро-текущих смертельных в управляемые состояния,” – считает доктор Бирохим.

Очевидные аналогии можно провести с заболеванием СПИДом, когда коктейль из средств против ретровирусов может затормозить размножение вируса, давая возможность людям жить с инфекцией до преклонного возраста. Если они становятся устойчивыми по отношению к одному лекарству, начинается действие другого лекарства. “СПИД был переведен из смертельной болезни в хроническое состояние, и мы надеемся сделать те же вещи с раком,” – говорит доктор Бирохим.

Прогресс в понимании молекулярного разнообразия рака груди намекает на такие возможности. В середине 1990-х годов, генетики открыли BRCA1 и BRCA2, два гена, которые, взятые вместе, отвечают за более половины всех наследственных форм рака груди. В этих генах закодированы белки, отвечающие за восстановление ДНК, поэтому если они неверны, клетки становятся склонными накапливать мутации, приводящие к раку.

PARP-ингибитор, протестировать который помогает миссис Янг, блокирует ферменты, участвующие в различных механизмах восстановления ДНК. В то время как это может выглядеть неожиданным лечить болезнь усугублением проблемы, идея заключается в том, что клетки, в которых восстановление ДНК нарушено сильнее, оно станет настолько неправильным, что клетки погибнут. По крайней мере до сих пор, с миссис Янг все хорошо.

Наследственные мутации составляют только 10 процентов от раков груди, поэтому главные усилия в отношении рака груди и других опухолей направлены на выявление мутаций, которые возникают спонтанно в отдельных клетках и делают их раковыми. Например, Международный консорциум генетики рака (ICGC), образованный в апреле 2008 г., поставил целью секвенировать ДНК из 25 000 конкретных опухолей для составления списка мутаций, возникших в 50 наиболее часто встречающихся раковых заболеваний.

Может оказаться вовлеченным огромное разнообразие мутаций различных типов. Они могут включать изменения одной буквы в генетическом коде, потери обширных генетических участков (делеции), включения и дублирования, а также перестройки в хромосомах, что может приводить к тому, что части разных генов начинают работать вместе. Химические изменения в ДНК, такие как дополнение или удаление метильных групп, также могут приводить к активации отдельных генов.

Начальные геномные исследования одной из форм рака головного мозга, известной как глиобластома, выявили, что это на самом деле два заболевания с разным возрастом появления и шансами болных на выживание в зависимости от того, мутировал ли ген под названием IDH1 (Science, vol 321, p 1807).

Догадка о том, что рак груди включает в себя больше, чем одно заболевание, возникла из опыта по применению тамоксифена, одобренного к применению еще в 1977 г., поскольку это лекарство действовало только у пациенток, у которых эти опухоли имели рецепторы на гормон эстроген.

3 Март

Жить вместе с врагом, или неоконченная история миссис Янг

Почти четыре десятилетия после того, как Президент США Ричард Никсон объявил “Войну с раком”, задача остается почти не решенной. Может быть настало время для новой стратегии?

Пока идет успешная расшифровка генома, биологи начинают понимать почему рак настолько коварный враг. Разнообразие мутаций, которые делают клетки раковыми и приводят к росту опухоли, позволяет им перехитрить наши защитные силы. Отсюда ясно, что, путем отслеживания этих мутаций и воздействия на них подходящими лекарствами, мы сможем контролировать опухоль. Иммунная система человека, которая точно бьет врага, когда его видит, также может помочь, чтобы держать опухоль под контролем.

Такие способы вряд ли приведут к полному излечению, о котором люди мечтали, но они смогут преобразовать многие формы рака из убийц в управляемые состояния. Рак станет чем-то вроде того, с чем мы будем жить, как сейчас люди живут с диабетом, или даже с синдромом ВИЧ.

Никсон предлагал “победить эту ужасную болезнь”, но эта метафора “войны” уже устарела. Настало время объявить мир и приспособиться к раку – и этим победить наш страх.

В начале доктора обнаружили, что у нее 22-х недельная беременность вторым ребенком. Но когда узелок в левой груди Клары Янг не исчез, она прошла сканирование, которое показало, что это рак. Беременность означала, что к миссис Янг нельзя применить высокотоксичную химиотерапию, поэтому хирурги удалили грудь. Через 38 недель у нее вызвали роды и родился здоровый мальчик.

Это случилось в 2004 году. “Хотя это была достаточно агрессивная опухоль, хирурги были вполне уверены, что после удаления от нее ничего не осталось” – рассказывает миссис Янг. В целях профилактики ей назначили лечение эпирубицином и циклофосфамидом – стандартную химиотерапию при раке груди – и провели курс радиотерапии. В связи с тем, что ее раковые клетки показали положительный тест на эстрогенные рецепторы, ей также назначили тамоксифен, лекарство, которое блокирует выработку женского полового гормона, который запускает рост некоторых видов раковых опухолей груди.

Миссис Янг вернулась к своей работе в Королевской Прокурорской службе Великобритании, но в октябре 2007 г. она почувствовала себя нехорошо. “Сначала я забеспокоилась, не подхватила ли я какую-то легочную инфекцию” – продолжает она свою историю. На самом деле у нее начали развиваться новые опухоли в печени и в легких.

Тогда ей было назначено другое лечение – доцетаксел и гемцитабин – поскольку врачи пришли к заключению, что у ее раковыех клеток появилась устойчивость к предыдущим лекарствам. После нескольких недель лечения опухоли сократились и исчезли. Однако потом они снова начали расти.

До этого миссис Янг получала лечение такое же как и другие пациенты. Однако в отличие от большинства женщин, у нее оказался положительным тест на мутацию в гене BRCA2, что говорило о том, что ее рак относится к редкой наследственной форме. Она могла бы или попробовать новый цикл химиотерапии с другими лекарствами, или же присоединиться к клиническим испытаниям нового лекарственного средства, получившего название ингибитор PARP, который должен был стать эффективным именно у женщин с мутировавшим BRCA2. “Мы рассчитываем, что используя PARP-ингибитор, мы сможем предложить таким пациентам более целенаправленное лечение,” – говорит Руфь Пламмер, Университет Ньюкастла, Великобритания, которая руководит этими испытаниями.

2 Февраль