Ученые выявили новые ДНК-сигнатуры рака груди и создали открытый инструмент для анализа опухолей

Международная группа исследователей под руководством ученых Института онкологических наук Сингапура сделала важный шаг в понимании генетических механизмов развития рака груди. В ходе масштабного исследования ученые обнаружили восемь новых сигнатур изменений ДНК, связанных с развитием опухоли, а также создали открытый онлайн-инструмент для анализа геномных данных, который может ускорить разработку новых методов диагностики и лечения заболевания.

Результаты работы опубликованы в журнале Cancer Research и уже рассматриваются специалистами как потенциально важный этап в развитии персонализированной онкологии.

Рак груди остается одним из наиболее распространенных онкологических заболеваний у женщин во всем мире. Несмотря на значительный прогресс в диагностике и терапии, болезнь продолжает оставаться серьезной медицинской проблемой из-за высокой биологической неоднородности опухолей. Даже при одинаковом диагнозе разные опухоли могут развиваться по совершенно разным сценариям и по-разному реагировать на лечение.

Именно поэтому современные исследования все чаще сосредотачиваются на генетических особенностях опухолей и поиске так называемых молекулярных сигнатур — характерных изменений в ДНК, которые помогают понять механизмы развития рака и подобрать наиболее эффективную терапию.

В новом исследовании ученые проанализировали почти 2800 полных геномов опухолей рака груди. Для работы использовались данные крупнейших международных онкологических баз — The Cancer Genome Atlas (TCGA) и METABRIC, содержащих генетическую информацию тысяч пациентов.

Основное внимание исследователи уделили изменениям числа копий ДНК — так называемым copy number alterations, или CNA. Такие нарушения возникают, когда отдельные участки генома многократно копируются либо, наоборот, теряются. В результате клетки начинают производить слишком много или слишком мало определенных белков, что может запускать рост опухоли.

Геномная нестабильность давно считается одним из ключевых признаков рака. Однако до сих пор многие исследования рассматривали подобные изменения слишком обобщенно, без учета специфики отдельных типов опухолей.

Новая работа позволила значительно детализировать эти процессы именно для рака груди. Ученые смогли выделить восемь новых сигнатур изменений ДНК, характерных именно для этого заболевания. Эти генетические шаблоны помогают точнее понять, какие молекулярные механизмы стоят за развитием различных форм опухоли.

Особый интерес исследователей вызвали различия между мутациями генов BRCA1 и BRCA2. Эти гены широко известны как важнейшие наследственные факторы риска рака груди и яичников. Однако новое исследование показало, что нарушения в BRCA1 и BRCA2 вызывают разные типы геномной нестабильности и по-разному влияют на поведение опухоли.

Кроме того, ученые обнаружили связь между степенью геномной нестабильности и состоянием иммунной микросреды опухоли. Выяснилось, что пациенты с более «спокойным» геномом и низким уровнем инфильтрации макрофагов демонстрировали лучшие показатели выживаемости.

Макрофаги представляют собой клетки иммунной системы, которые в норме помогают организму бороться с инфекциями и повреждениями тканей. Однако внутри опухоли они могут менять свои свойства и, наоборот, способствовать росту раковых клеток, подавлению иммунного ответа и развитию метастазов.

Исследователи считают, что взаимодействие между геномной нестабильностью и иммунным микроокружением может играть ключевую роль в прогнозе заболевания и эффективности лечения.

Одним из наиболее перспективных направлений применения новых сигнатур может стать улучшение диагностики дефицита гомологичной рекомбинации — нарушения системы восстановления поврежденной ДНК. Такие опухоли особенно чувствительны к ингибиторам PARP — современным таргетным препаратам, которые уже активно применяются при некоторых формах рака груди и яичников.

Более точное определение молекулярных особенностей опухоли позволит лучше подбирать пациенткам персонализированную терапию и прогнозировать эффективность лечения.

Для того чтобы результаты исследования могли использовать ученые по всему миру, команда разработала специальный веб-инструмент CNA Visualizer с открытым доступом. Платформа позволяет анализировать огромные массивы геномных данных, визуализировать изменения ДНК и изучать закономерности геномной нестабильности в различных типах опухолей.

Создание подобных открытых инструментов считается особенно важным для современной онкологии. Благодаря международному обмену генетическими данными ученые получают возможность быстрее выявлять новые закономерности и разрабатывать более точные методы диагностики.

Авторы исследования подчеркивают, что следующим этапом станет клиническая проверка обнаруженных сигнатур. Ученые планируют выяснить, насколько надежно эти генетические маркеры способны предсказывать реакцию пациенток на различные виды терапии и влиять на долгосрочный прогноз.

Кроме того, исследователи намерены глубже изучить взаимодействие между генетическими нарушениями и иммунной системой опухоли. Это направление считается одним из самых перспективных в современной онкологии, поскольку именно иммунное микроокружение во многом определяет способность организма сдерживать рост рака.

Современная медицина постепенно переходит от универсальных схем лечения к персонализированному подходу, при котором терапия подбирается с учетом конкретных генетических особенностей опухоли. Новые исследования ДНК-сигнатур рака груди становятся важной частью этого процесса.

В будущем подобные технологии могут не только повысить эффективность лечения, но и помочь выявлять агрессивные формы рака на самых ранних стадиях, когда шансы на успешную терапию максимально высоки.