Развитие рака связано с постепенным накоплением дефектов ДНК с течением времени. Таким образом, рак считается возрастным заболеванием.

Но почему у детей развивается рак? Международная группа исследователей, возглавляемая Charité – Universitätsmedizin Berlin и Мемориальным онкологическим центром Слоана Кеттеринга в Нью-Йорке, теперь обнаруживает, что таинственные кольца ДНК, известные как внехромосомная кольцевая ДНК, могут способствовать развитию рака у детей.

Выпуская первую подробную карту кольцевой ДНК, ученые пролили новое непредвиденное понимание давних вопросов в области генетики рака. Работа была опубликована в Nature Genetics .

Каждый год почти полмиллиона человек в Германии заболевают раком. Приблизительно 2100 больных раком – это дети в возрасте до 18 лет.

Тот факт, что большинство раковых заболеваний развивается у пожилых людей, обусловлен механизмами, способствующими развитию рака. Ряд внешних факторов, в том числе табачный дым и радиация, могут вызвать повреждение клеточной ДНК.

Если этот тип повреждения ДНК будет накапливаться в течение многих лет, пораженные клетки могут потерять контроль над клеточным делением и ростом.

Это приводит к развитию рака. Дети, однако, недостаточно взрослые, чтобы пострадать от этого механизма развития рака. В чем же причина детского рака?

Команда исследователей во главе с доктором Антоном Хенсеном из педиатрического отделения Charité, отделения онкологии и гематологии и Центра экспериментальных и клинических исследований (ECRC), учреждения, совместно управляемого Charité и Центром молекулярной медицины им. Макса Дельбрюка (MDC), это большой шаг к поиску ответа.

Работая вместе с группой ученых во главе с доктором Ричардом Коче из Мемориального онкологического центра Слоана Кеттеринга и других международных партнеров, группы исследователей смогли показать, что кольца ДНК могут вызвать нарушение генетической информации наших клеток, что может способствовать развитию рака.

Ученые знали об этих кольцевых срезах ДНК на протяжении десятилетий. Находящиеся внутри наших клеток, они не являются частью нашей нормальной генетической информации, которая хранится в виде хромосом. Именно по этой причине они упоминаются как внехромосомная кольцевая ДНК.

Но даже в наши дни ученые относительно мало знают об их функции, главным образом потому, что им не хватало технологий для более детального анализа кольцевой ДНК.

В своем опубликованном исследовании ученые объединили самые современные методы секвенирования с новаторскими алгоритмами биоинформатики, чтобы выполнить первое в истории детальное картирование кольцевой ДНК при нейробластоме, смертельной детской опухоли.

На основании своих результатов исследователи смогли сделать важные выводы относительно развития этого типа рака.

Работая с коллегами из Барселонского суперкомпьютерного центра, исследователи проанализировали образцы ткани нейробластомы у 93 детей. Их анализ показал, что распространенность и разнообразие кольцевой ДНК намного больше, чем предполагалось ранее.

Согласно результатам исследований, каждый образец ткани содержал в среднем 5000 циклических копий ДНК. Секвенирование ДНК также выявило процесс, с помощью которого определенные участки ДНК отделяются от хромосомы с образованием кольцевой ДНК перед реинтеграцией в хромосому в другом месте.

«Это может вызвать рак, если это приведет к нарушению исходной последовательности генетической информации», – объясняет лидер Независимой исследовательской группы Эмми Нетер, доктор Хенссен, который также является исследователем в Немецком онкологическом консорциуме (DKTK). в Берлине и Берлинском институте здравоохранения (BIH), врач-клиницист.

Подчеркивая значимость результатов исследований, доктор Хенссен говорит: «Подробно описанные процессы ранее не были объяснены таким образом и дают представление о том, как даже молодые клетки, такие как клетки у детей, могут превращаться в раковые клетки. . "

Мы также смогли показать, что определенные типы кольцевой ДНК могут ускорять рост нейробластомы. Поэтому проверка на их наличие может помочь предсказать течение заболевания. Кроме того, изучение этого процесса в относительно спокойных геномах этих опухолей у детей может помочь выявить аналогичные механизмы, которые ранее были упущены при более сложных раковых заболеваниях у взрослых.

Учитывая недавний интерес к кольцевой ДНК во множестве нормальных и болезненных контекстов, текущее исследование может иметь значение для широкого спектра типов опухолей и связанных с ними клинических результатов. "

Д-р. Ричард Коче, Мемориальный онкологический центр им. Слоуна Кеттеринга

Исследовательские группы планируют провести последующее исследование для проверки диагностической достоверности кольцевой ДНК. «Мы также хотим провести более детальное исследование происхождения кольцевой ДНК, чтобы лучше понять, почему у детей развивается рак», – говорит д-р Хенссен.