На этом КТ-сканировании с цветным размытием показаны постепенные дозы радиации, выходящие наружу от опухоли головного мозга. Красная центральная область – это область высокой дозы, форма которой соответствует размерам опухоли.
Согласно новым открытиям исследователей Калифорнийского университета в Сан-Франциско, генетическая уязвимость, связанная с раком у детей, может сделать детей, проходящих лучевую терапию, более восприимчивыми к вторичному раку, чем взрослые.
Злокачественные новообразования, вызванные лучевой терапией, являются основной причиной смертности у онкологических больных в детском возрасте и затрагивают примерно 10 процентов выживших в долгосрочной перспективе, в зависимости от диагноза и прогноза. Эти вторичные злокачественные новообразования возникают в результате повреждения ДНК после лучевой терапии и могут быть агрессивными и сложными для лечения.
Хотя они также могут возникать у взрослых, эксперты признают, что они чаще встречаются у детей.
В исследовании, опубликованном сент. 3, в Cell Reports, группа международных ученых во главе со старшим автором Джин Накамура, доктор медицины из UCSF, провела анализ опухолей у мышей, которые были вызваны как воздействием радиации, так и генетическими мутациями.
Исследователи сравнили распространенность рака у нормальных мышей с мышами с мутацией в гене Nf1, который кодирует белок, подавляющий опухоль, под названием нейрофибромин. Дети, рожденные с мутациями в этом гене, страдают нейрофиброматозом 1 – заболеванием, которое предрасполагает их к опухолям. Чтобы сопоставить воздействие лучевой терапии на педиатрических пациентов, молодых мышей подвергали сфокусированному облучению, направленному на брюшную стенку. Дозировка была аналогична той, которую получали пациенты.
После облучения мыши Nf1 имели больше опухолей и имели более короткую продолжительность жизни, чем нормальные мыши.
"Сравнение злокачественных новообразований двух разных генетических групп помогает нам понять, какие генетические изменения связаны с радиацией, а какие – с мутациями зародышевой линии, эти мутации присутствуют при рождении," сказал Накамура, адъюнкт-профессор радиационной онкологии медицинского факультета UCSF и врач детской больницы UCSF Benioff в Сан-Франциско.
Ученые секвенировали злокачественные новообразования у 19 мышей, из которых 15 опухолей возникли у мышей Nf1 и семь у нормальных мышей, и определили общие мутационные сигнатуры, независимо от типа опухоли и генетического фона.
Исследователи изучили саркомы, опухоли, обычно возникающие из мышц или костей, которые являются распространенными вторичными злокачественными новообразованиями, и обнаружили, что у мышей Nf1 было меньше изменений в последовательности ДНК, чем у нормальных мышей. Они также обнаружили, что при раке мышей Nf1 вероятность потери больших сегментов отдельных хромосом значительно выше, чем у нормальных мышей. Эти результаты показывают, что мутации зародышевой линии в Nf1 влияют на количество и типы генетических изменений, обнаруживаемых в опухолях. Накамура и ее коллеги сейчас анализируют радиационно-индуцированные злокачественные новообразования у педиатрических пациентов на предмет паттернов мутаций, которые они обнаружили у мышей.
"Если мы сможем определить, способствуют ли мутации зародышевой линии развитию рака у педиатрических пациентов, мы сможем персонализировать подходы к терапии рака и управлению здоровьем, чтобы помочь этим пациентам сохранить здоровье в долгосрочной перспективе," сказал Накамура. "Поскольку отдельные пациенты имеют индивидуальные генетические профили и разное облучение, мы могли бы адаптировать медицинское обслуживание, чтобы интегрировать эту информацию, вместо того, чтобы предлагать одно и то же лечение всем детям с одним и тем же диагнозом."
Накамура надеется, что результаты исследования могут позволить ученым понять точные молекулярные этапы и источники, которые способствуют образованию рака, и заблокировать этот процесс в точке, где легче всего манипулировать.
"В будущем мы можем обнаружить, что некоторые из выявленных нами мутационных сигнатур отражают молекулярные недостатки, которые мы можем предотвратить или исправить," она сказала.
"Одна из возможностей – разработка лекарств для защиты или усиления генетической целостности во время радиационного воздействия, а также после него."