Проверено Эмили Хендерсон, бакалавр наук 12 ноября 2020 г.

Риск серьезных побочных эффектов на состояние крови и костный мозг пациентов во время химиотерапии можно предсказать с помощью модели, разработанной в Университете Линчёпинга, Швеция. Это исследование может позволить использовать генетический анализ для выявления пациентов с высокой вероятностью побочных эффектов. Исследование было опубликовано в npj Systems Biology and Applications .

Во время лечения рака часто бывает трудно достичь баланса между избавлением от как можно большего количества опухолевых клеток и в то же время не вызывать серьезных побочных эффектов.

Одним из общих свойств опухолевых клеток является их быстрый и неконтролируемый рост. По этой причине химиотерапевтические препараты, которые используются для лечения рака, были разработаны для уничтожения быстрорастущих клеток. Но лечение также убивает нормальные клетки, которые быстро растут. Одной из наиболее чувствительных тканей является костный мозг, где с большой скоростью образуются различные типы клеток крови. Приблизительно 25% пациентов с раком легких, получающих комбинированное лечение препаратами гемцитабин и карбоплатин, испытывают опасные для жизни побочные эффекты на костный мозг во время стандартного лечения. Во многих случаях лечение необходимо прекратить.

Мы знаем, что генетические факторы играют роль в реакции человека на эти методы лечения. Вероятно, здесь задействованы сложные взаимодействия между многими генами. Поэтому ученые, проводившие исследование, исследовали, существуют ли генетические сигнатуры, которые можно использовать для идентификации пациентов с высоким риском возникновения серьезных побочных эффектов от лечения. Это позволило бы им с самого начала более точно адаптировать лечение к индивидууму: тем, у кого низкий риск побочных эффектов, могут быть назначены более высокие дозы, с более сильным воздействием на рак, тогда как тем, у кого высокий риск, может быть назначено другое лечение.

Исследование, опубликованное в npj Systems Biology and Applications является результатом сотрудничества исследователей в области фармакогенетики и биоинформатики. Они определили полные последовательности ДНК 96 пациентов с немелкоклеточным раком легкого, которые лечились гемцитабином / карбоплатином. Такое секвенирование всего генома дает информацию о миллионах генетических вариантов, которые могут быть интересны. Исследователи хотели посмотреть, смогут ли они найти в этом огромном количестве данных функциональные группы генов, которые связаны со степенью токсичности, оказываемой лечением на костный мозг различных пациентов.

Исследователи на первом этапе идентифицировали сеть из 215 генов, которые были тесно связаны друг с другом. Эта сеть была особенно богата генами, которые были связаны с этими препаратами в предыдущих исследованиях. Следующим шагом было сокращение количества генетических вариантов в генной сети до 62, которые включены в окончательную модель. Исследователи демонстрируют, что эту модель можно использовать для классификации пациентов в одну из двух групп, с высокой или низкой вероятностью возникновения серьезных побочных эффектов.

Чрезвычайно интересно, что задействованные гены связаны с делением клеток, в частности, в костном мозге. Нам удалось не только предсказать побочные эффекты для пациентов, но и показать, что модель является биологически значимой ».

Хенрик Греен, профессор кафедры биомедицинских и клинических наук, Университет Линчёпинга

Прогнозирующая модель должна быть проверена в дальнейших исследованиях, прежде чем ее можно будет использовать в клинике. В шведскую систему здравоохранения внедряются все более совершенные методы генетического анализа, что позволяет в долгосрочной перспективе внедрить этот тип метода, основанный на анализе многих генов одновременно.

«Мы хотим работать над установлением стандарта в трансляционной биоинформатике и показать, что один и тот же тип метода может применяться в нескольких медицинских ситуациях. Материал пациента здесь может показаться небольшим, но мы даже так продемонстрировали, что это подход может быть использован для прогнозирования тяжести побочных эффектов для пациентов », – говорит Мика Густафссон, старший преподаватель кафедры физики, химии и биологии Университета Линчёпинга, и вместе с Хенриком Грином, руководителем исследования.