Ученые максимально приблизились к созданию подробной карты генов, которые помогают выживать раковым клеткам. В ее основу лягут два массива данных, полученных в ходе генетического скрининга 725 моделей рака 25 разных типов, достоверность и соответствие которых были проверены в нескольких исследованиях.
Специалисты нескольких исследовательских институтов Великобритании сравнили достоверность и точность двух наборов данных, независимо оценивая методологию их создания и полученные результаты. Их выводы, опубликованные в издании Nature Communications, свидетельствуют о том, что оба массива могут быть объединены для формирования крупнейшего генетического скрининга клеточных линий рака, который ляжет в основу Карты уязвимостей рака (Cancer Dependency Map), включающей около 1 000 моделей онкологических заболеваний. Масштаб этого объединенного массива данных поможет ускорить открытие и разработку новых лекарств от рака.
По словам авторов проекта, понимание взаимосвязи между генетическими изменениями, характерными для злокачественных клеток, и их уязвимостью позволяет ученым определять новые лекарственные мишени и генетические маркеры для подбора индивидуального лечения для конкретного пациента.
Цель проекта Cancer Dependency Map – каталогизировать и идентифицировать биомаркеры генетической уязвимости и чувствительности к лекарственным препаратам в сотнях моделей опухолей, чтобы ускорить разработку таргетных методов лечения. Он содержит два ключевых элемента: это картирование генов, критически важных для выживания раковых клеток, и аналитика полученных данных.
Несмотря на значительные успехи в исследованиях рака, для того чтобы сделать точную медицину широко доступной для онкологических больных, требуется много новых мишеней, на которые можно было бы воздействовать лекарственными препаратами. Чтобы найти эти мишени, авторы Cancer Dependency Map берут опухолевые клетки у пациентов для создания клеточных линий, которые можно выращивать в лаборатории.
Затем они используют технологию CRISPR-Cas9 для редактирования генов в этих раковых клетках, поочередно «выключая» их, чтобы оценить их важность для выживания злокачественного новообразования. Результаты этих экспериментов показывают, какие гены с наибольшей вероятностью могут стать перспективными мишенями для лекарств.
В новом исследовании ученые проанализировали данные двух недавно опубликованных генетических скринингов, проведенных с использованием CRISPR-Cas9 на клеточных линиях рака. Несмотря на значительные различия в экспериментальных протоколах, команда обнаружила, что результаты скрининга были идентичны и не противоречили друг другу. Важно отметить, что в обоих наборах данных были обнаружены одни и те же гены, необходимые для выживания опухолей, известные как уязвимости.
«Оба скрининга были проведены с использованием слегка отличающихся протоколов; различия, в частности, касались продолжительности роста клеток и примененных реагентов, – поясняет ведущий автор исследования доктор Клэр Пачини из Центра изучения генома им. Сенгера. – Чтобы проверить массивы данных каждого института, мы повторили генетический скрининг, применив протоколы, которые первоначально использовались второй командой. Что важно, мы обнаружили одинаковые генетические уязвимости в каждом из них, а это означает, что определенные обеими командами новые мишени для лекарств согласуются друг с другом, то есть почти идентичны».
«Это первый анализ такого рода и он по-настоящему важен для всех ученых, занимающихся изучением рака, – говорит еще один участник исследования Авиад Черняк. – Мы не только воспроизвели общие и специфические взаимозависимости между двумя массивами данных, но и взяли биомаркеры уязвимости генов, обнаруженные в одном наборе данных, и восстановили их в другом. Наш анализ был беспристрастным, тщательным и доказывает достоверность как самого подхода, так и выявленных лекарственных мишеней».
В 2013 году результаты сравнения двух крупных фармакогеномных массивов данных с применением моделей рака, использованных в этом исследовании, вызвали обеспокоенность по поводу воспроизводимости проведенных экспериментов. Дальнейший независимый анализ в конечном итоге доказал, что эти два источника корректны и достоверны, восстанавливая уверенность в надежности крупномасштабных лекарственных скринингов, но этот эпизод замедлил прогресс в исследованиях рака.
Нынешнее исследование подтверждает возможность воспроизведения функциональных генетических скринингов с помощью CRISPR-Cas9, что исключает любые сомнения в их эффективности. Оно устанавливает строгие стандарты оценки этих новых типов наборов данных, облегчая сравнение и интеграцию больших баз данных, касающихся уязвимости опухолей.
«Стоит понимать, что, когда эти массивы данных были первоначально созданы, мы имели дело с новой, непроверенной технологией. Это исследование важно, потому что оно демонстрирует надежность экспериментальных методов и достоверность полученных с их помощью данных, – отмечает доктор Франческо Иорио из Центра изучения генома им. Сенгера. – Это также значит, что два больших набора данных об уязвимости раковых клеток, которые мы проанализировали, совместимы. Объединив их, мы сможем обеспечить гораздо большую статистическую мощность исследования, чтобы сузить список мишеней для создания противораковых препаратов следующего поколения».
