Một nhóm do các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley đứng đầu đã xác định được một loại dấu ấn sinh học mới có thể giúp dự đoán tiên lượng và đáp ứng với hóa trị và xạ trị đối với một số loại ung thư.

Dấu ấn sinh học là điểm số dựa trên mức độ biểu hiện của một tập hợp gen liên quan đến việc phân vùng nhiễm sắc thể trong quá trình phân chia tế bào. Các nhà nghiên cứu nhận thấy điểm số này có thể xác định các khối u có khả năng không đáp ứng với một số phương pháp điều trị nhất định và những khối u nhạy cảm. Điểm số cũng có thể dự đoán kết quả của bệnh nhân có hoặc không điều trị.

Nghiên cứu được công bố vào ngày 31 tháng 8 trên tạp chí Nature Communications .

Máy móc di động đã trở nên tồi tệ

Trong một tế bào đang phân chia, tâm động và thể động là một phần của bộ máy tế bào giúp kéo các nhiễm sắc thể đã nhân đôi ra thành hai tế bào con mới. Nếu có gì đó không ổn trong quá trình này, một tế bào có thể kết thúc với quá nhiều nhiễm sắc thể, quá ít nhiễm sắc thể hoặc với các nhiễm sắc thể được sắp xếp lại. Bất kỳ kết quả nào trong số này — được gọi chung là sự mất ổn định nhiễm sắc thể — đều có khả năng dẫn đến ung thư.

Các nhà nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Gary Karpen muốn biết liệu những thay đổi trong biểu hiện của gen liên quan đến chức năng tâm động và thể động bình thường có góp phần gây ra sự mất ổn định nhiễm sắc thể hay không, và nếu có, liệu những thay đổi này có thể cung cấp thông tin quan trọng về hành vi hay không. của một khối u.

Vì vậy, một nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Weiguo Zhang và Tiến sĩ Jian-Hua Mao đứng đầu đã chọn ra 31 gen mà các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra là có liên quan đến quá trình lắp ráp tâm động và động kinh. Sử dụng cơ sở dữ liệu biểu hiện gen khối u lớn, trước tiên họ kiểm tra mức độ biểu hiện của các gen này trong các loại ung thư khác nhau. Nhiều gen trong số này được biểu hiện quá mức hoặc dưới mức ở nhiều khối u so với các mô bình thường tương ứng và những thay đổi biểu hiện này khác nhau đáng kể giữa các loại ung thư và giữa những người mắc cùng loại ung thư.

Sau đó, sử dụng một bộ cơ sở dữ liệu khác chứa hàng nghìn mẫu từ ung thư vú, phổi, buồng trứng và dạ dày, các nhà nghiên cứu đã xác định rằng mức độ biểu hiện quá mức của 14 trong số 31 gen ban đầu có liên quan đáng kể đến nguy cơ tiến triển và sống sót của bệnh.

Gọi biểu hiện của tập hợp con 14 gen này là Điểm biểu hiện gen Centromere và kinetochore (CES), họ đã đo CES trong các mẫu từ The Cancer Genome Atlas và các cơ sở dữ liệu mẫu khối u khác. Họ phát hiện ra rằng CES cao có tương quan đáng kể với sự bất ổn định nhiễm sắc thể cao của các khối u từ nhiều loại ung thư và với các đặc điểm của khối u có liên quan đến tiên lượng xấu ở một số loại ung thư, chẳng hạn như biểu hiện quá mức của protein HER2 trong ung thư vú.

Tính không ổn định cao, độ nhạy cao

Để xác định xem CES có thể giúp dự đoán kết quả và khả năng sống sót hay không, nhóm nghiên cứu đã đo điểm số trong một số bộ dữ liệu biểu hiện gen lớn từ những bệnh nhân ung thư vú hoặc ung thư phổi đã biết kết quả điều trị.

Họ chia bệnh nhân thành các nhóm CES cao, trung bình và thấp và phát hiện ra rằng những bệnh nhân ở nhóm CES cao có kết quả tồi tệ nhất. Tương tự, khi họ xem xét một bộ dữ liệu khác từ những bệnh nhân ung thư phổi không phải tế bào nhỏ giai đoạn đầu hoặc ung thư buồng trứng, những người có CES cao nhất có kết quả tồi tệ nhất. Mối liên quan giữa CES và kết quả không phụ thuộc vào các yếu tố tiên lượng khác, bao gồm giai đoạn và cấp độ khối u, tình trạng thụ thể hormone ung thư vú và phân nhóm ung thư phổi.

Vì các tế bào ung thư có CES cao đã trải qua sự gián đoạn đáng kể về vật liệu di truyền của chúng, nên các nhà nghiên cứu đã kiểm tra xem CES cao có thể dự đoán độ nhạy cảm tăng lên đối với hóa trị hoặc xạ trị hay không, hai phương pháp điều trị gây tổn thương DNA. Thật vậy, trong các nghiên cứu ban đầu của họ về các dòng tế bào ung thư, những dòng tế bào có CES cao bị chết tế bào ung thư nhiều hơn khi tiếp xúc với các tác nhân hóa trị liệu (như irinotecan) so với các dòng tế bào có CES thấp.

Các mẫu bệnh phẩm mang lại kết quả tương tự. Trong các mẫu ung thư phổi được lấy từ các bệnh nhân trong một thử nghiệm lâm sàng đã thử nghiệm hóa trị so với không điều trị bổ trợ cho bệnh ung thư phổi giai đoạn đầu, những bệnh nhân có CES cao đã được hóa trị đã cải thiện đáng kể khả năng sống sót so với những người không điều trị, trong khi những bệnh nhân có CES thấp không thu được lợi ích sống sót đáng kể nào từ hóa trị liệu bổ trợ.

Và trong số những bệnh nhân ung thư vú dương tính với thụ thể estrogen, những người có CES cao được hóa trị liệu đã giảm nguy cơ ung thư quay trở lại, tương tự như tỷ lệ ở những bệnh nhân có CES thấp và thấp hơn so với những bệnh nhân có CES cao không được hóa trị. . Kết quả tương tự cũng thu được đối với liệu pháp xạ trị bổ trợ ở bệnh nhân ung thư vú hoặc ung thư phổi.

Đưa ra quyết định với độ chính xác cao hơn

Một CES thấp ở một bệnh nhân có khả năng “có thể được sử dụng để loại trừ việc sử dụng các loại thuốc không phù hợp và không hiệu quả, ủng hộ các phương pháp điều trị khác nhau,” Julia Cooper, Tiến sĩ, trưởng bộ phận Sinh học Telomere tại Trung tâm Ung thư của NCI nhận xét. Nghiên cứu, người không tham gia vào nghiên cứu.

Vì các tế bào có sự điều chỉnh sai yếu tố tâm động dường như nhạy cảm hơn nhiều với các phương pháp điều trị làm tổn thương DNA, Tiến sĩ Cooper tiếp tục, CES cũng có thể được sử dụng để xác định những bệnh nhân có thể được điều trị bằng liều thấp hơn của các loại thuốc này, giảm nguy cơ tác dụng phụ. .

Tiến sĩ Karpen cũng có thể xác định những bệnh nhân sẽ được hưởng lợi từ việc bổ sung một loại thuốc giúp nâng cao hiệu quả của các liệu pháp gây tổn hại DNA.

Tiến sĩ Karpen giải thích rằng việc khám phá những ứng dụng lâm sàng như vậy sẽ yêu cầu một xét nghiệm có thể lặp lại dễ dàng, được xác nhận có thể được sử dụng trên các mẫu khối u tươi hoặc được lưu trữ. Nhóm của ông đang nghiên cứu phát triển một xét nghiệm như vậy và đang hợp tác với các bác sĩ lâm sàng ở Hoa Kỳ và Trung Quốc để xác minh khả năng dự đoán của xét nghiệm trong các mẫu khối u từ các thử nghiệm lâm sàng được kiểm soát tốt.

Anh ấy và các đồng nghiệp của mình cũng muốn kiểm tra thêm xem CES có thể phân biệt được sự phát triển ở giai đoạn đầu mà sẽ không trở nên xâm lấn hoặc di căn hay không, chẳng hạn như ung thư biểu mô ống dẫn sữa tại chỗ (DCIS), có thể không được hưởng lợi từ liệu pháp đầu tay.

Tiến sĩ Karpen nói: “Chúng tôi không phải lúc nào cũng biết phương pháp điều trị nào là tốt nhất cho loại ung thư nào. “Nếu một phương pháp điều trị không hiệu quả, bạn sẽ có nguy cơ mắc các tác dụng phụ nghiêm trọng” mà không mang lại bất kỳ lợi ích nào cho bệnh nhân.

Ông nói, mục tiêu của họ là phát triển các xét nghiệm “cho phép cả bệnh nhân và bác sĩ đưa ra những quyết định này với độ chính xác cao hơn”.