داده های Dozen: Consortium Cancer Maps یک نمای سه بعدی از تکامل تومور ارائه می دهد

اساز زمان اولین برداشتن جراحی تومور در سال 1882، دانشمندان در توسعه تکنیک‌ها و درمان‌های جدید برای درمان انواع مختلف تومورها پیشرفت کردند.¹ امروزه پزشکان می توانند این توده های سلولی ناخواسته را با جراحی، پرتودرمانی، شیمی درمانی، ایمونوتراپی و غیره بمباران کنند. با این حال، برخی از سلول های سرطانی باقی می مانند. یک تصویر ناقص از چگونگی شروع، رشد و گسترش تومور به سایر اندام ها، کارایی این درمان ها را محدود می کند.

در طول دهه گذشته، تحقیقات سرطان از رویکردهای مولتیومیک جدید برای توصیف تومور، از جمله توالی یابی RNA تک سلولی، رونویسی فضایی و پروتئومیکس سود زیادی برده است.² در سال 2018، شبکه اطلس تومور انسانی (HTAN) راه اندازی شد تا فرآیندهای ساختاری، سلولی و مولکولی را که منجر به توسعه و پیشرفت سرطان می شود، روشن کند. امروز (30 اکتبر)، اعضای HTAN آخرین یافته‌های خود را در مجموعه‌ای از 12 مقاله منتشر کردند. نمونه کارها طبیعی مجلات^3.5-14

نویسندگان تصاویر سه بعدی دقیقی از تومورها از بیش از 2000 فرد با سرطان سینه، روده بزرگ، پانکراس، کلیه و رحم و غیره ایجاد کردند. از این اطلس های دقیق، محققان اطلاعاتی در مورد ساختار تومور، ترکیب سلولی، و عوامل مولکولی و ژنتیکی منجر به تشکیل آنها استخراج کردند.³ این تحقیق همچنین رویکردهای جدیدی را برای تجزیه و تحلیل این منابع غنی از داده‌ها ارائه می‌کند که می‌تواند به توسعه درمان‌های جدید با هدف قرار دادن تومورهای مقاوم به درمان کمک کند.

لی دینگ، زیست‌شناس محاسباتی در دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن و یکی از نویسندگان این مقاله می‌گوید: «این نقشه‌های تومور سه‌بعدی مهم هستند، زیرا در نهایت به ما اجازه می‌دهند آنچه را که تاکنون فقط می‌توانستیم در مورد ساختار تومور و پیچیدگی آن استنباط کنیم، ببینیم. در یکی از اسناد، در بیانیه ای. ما اکنون این توانایی را داریم که ببینیم مناطق تومور چگونه در فضای سه بعدی متفاوت هستند و چگونه رفتار در پاسخ به درمان یا زمانی که تومور به سایر اندام ها گسترش می یابد تغییر می کند. این مطالعات عصر جدیدی را در تحقیقات سرطان با پتانسیل تغییر روش درک و درمان سرطان در آینده باز کرده است.

نقشه‌های سه‌بعدی به چندین اکتشاف جدید منجر شده‌اند، از جمله برخی که نظریه‌های قبلی در مورد تکامل سرطان را باطل می‌کنند. پیش از این، محققان تصور می کردند که تومورهای کولورکتال از یک سلول منفرد در دیواره روده ایجاد می شوند.⁴ اکنون، با استفاده از یک تحلیل گذشته نگر که تغییرات ژنتیکی خاص و غیرقابل برگشت مرتبط با مراحل مختلف سرطان را ردیابی می کند، اعضای HTAN نشان داده اند که 15 تا 30 درصد ضایعات پیش سرطانی از سلول های جهش یافته متعدد منشا می گیرند.⁵ این تومورهای کولورکتال بسیار سریعتر از تومورهایی که از تک سلولی منشا می گیرند رشد می کنند.⁶ این تیم تکامل این تومورها را دنبال کردند و افزایش سطح پروتئین‌هایی را مشاهده کردند که به سلول‌ها کمک می‌کند در مراحل اولیه توسعه سرطان به هم بچسبند، که نشان می‌دهد سلول‌ها برای رشد تومور با هم همکاری می‌کنند.⁷ در آینده، محققان می توانند درمان هایی ایجاد کنند که این تقاطع سلولی را هدف قرار داده و این تومورهای تهاجمی را از بین ببرد.

تیمی از دانشمندان دانشکده پزشکی استنفورد نیز مطالعه عمیقی در مورد تومورهای کولورکتال ایجاد شده در افراد مبتلا به پولیپ آدنوماتوز خانوادگی (FAP)، یک اختلال ژنتیکی که باعث ایجاد صدها پولیپ پیش سرطانی در روده می شود، انجام دادند.⁸ هنگامی که آنها تفاوت رونویسی، متابولیسم، بیان پروتئین و سطوح لیپید را بین سلول های بافت های سالم، پولیپ های خوش خیم و پولیپ های سرطانی مقایسه کردند، تغییرات قابل توجهی در سلول های سرطانی مشاهده کردند. آنها همچنین به افزایش فعالیت در مسیر سیگنال دهی اسید آراشیدونیک اشاره کردند، هدفی برای آسپرین، که به عنوان یک درمان پیشگیرانه تجربی برای افراد مبتلا به FAP استفاده می شود. این مشاهدات از ادامه استفاده از این درمان پیشگیرانه حمایت می کند.

داده‌های جدید نشان داد که تومورهای مورد تجزیه و تحلیل را می‌توان بر اساس ترکیب ژنتیکی سلول‌هایی که در مناطق مختلف زندگی می‌کنند، به «محله‌های» مختلف تقسیم کرد. این محله ها بر اساس وجود سلول های ایمنی می توانند مناطق “گرم” و “سرد” داشته باشند. علاوه بر این، داده‌ها نشان می‌دهند که تومورهایی که در برابر درمان‌های یکبار مؤثر مقاومت نشان می‌دهند، دارای مناطق «سرد» هستند که فاقد نفوذ سلول‌های ایمنی هستند. روش های توسعه یافته توسط HTAN ممکن است به دیگران کمک کند تا این مناطق را در نمونه های خود شناسایی کنند.

مجموعه بزرگ مقالات همچنین نشان داد که مرکز متابولیک فعال در تمام تومورهای مورد مطالعه مشترک است. رایان فیلدز، انکولوژیست جراحی در دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن و یکی از همکارانش می‌گوید: «این درک از متابولیسم سه‌بعدی سرطان بر نحوه عملکرد درمان‌های فعلی ما تأثیر می‌گذارد و گاهی اوقات نتیجه نمی‌دهد و منجر به توسعه درمان‌های جدید سرطان می‌شود.» نویسنده یکی از مقالات، در بیانیه ای. “این واقعاً متحول کننده است.”

محققان می توانند از تکنیک های توسعه یافته در این مطالعات برای تمایز تشکیل انواع دیگر تومورها استفاده کنند. داده های گنجانده شده در این نقشه های سه بعدی فرصت های جدیدی را برای درک اینکه چگونه جمعیت های مختلف سلولی در محیط تومور به تکامل سرطان کمک می کنند، فراهم می کند. این کنسرسیوم امیدوار است که درک دقیق زمانی و مکانی تومورها روزی به پیشرفت هایی در پیش آگهی و درمان سرطان منجر شود.