نشانگرهای زیستی پیش آگهی جدید و ژن های محرک سرطان که در ماده تاریک ژنوم سرطان یافت می شوند

دسته جدیدی از نشانگرهای زیستی سرطان پیش آگهی در منطقه ای کشف شده است که قبلاً تعداد کمی به آن مراجعه کرده بودند. محققان کاتالوگی از 166 بیومارکر پیش آگهی را که با تجزیه و تحلیل RNA های طولانی غیر کدکننده (lncRNAs) تولید می شود – که در تحقیقات سرطان مورد مطالعه قرار نگرفته اند، پرده برداری کرده اند. علاوه بر این، یک نشانگر زیستی در کاتالوگ نشان داده شد که در طبقه بندی گلیوم ها (سرطان های مغز) به عنوان کم خطر یا پرخطر بسیار موثر است. این یافته ها پتانسیل lncRNA ها را به عنوان نشانگرهای زیستی بالینی و اهداف درمانی بالقوه نشان می دهد، زمینه جدیدی را در تحقیقات بیومارکر و زیست شناسی سرطان ایجاد می کند و به علم نوظهور درباره نقش اختلال در تنظیم RNA غیر کدکننده در سرطان می افزاید.

این مطالعه، منتشر شده در گزارش های سلولی و دکتر یوری ریمند، محقق اصلی در موسسه تحقیقات سرطان انتاریو (OICR)، و دکتر دانیل شرامک، محقق اصلی در موسسه تحقیقاتی Lunenfeld-Tannenbaum (LTRI)، از یادگیری ماشین برای ارزیابی 5600 lncRNA بالقوه استفاده کردند. نشانگرهای زیستی در برابر نزدیک به 9500 نمونه سرطان در 30 نوع سرطان. این زمینه را به 166 lncRNA محدود کرد که با بقای بیمار مرتبط بودند. در یک محیط بالینی، این نشانگرهای زیستی می‌توانند به طور بالقوه برای تقویت ارزش پیش‌بینی متغیرهای بالینی، ویژگی‌های مولکولی و زیرگروه‌های سرطان برای پیش‌بینی بهتر نتایج بیمار مورد استفاده قرار گیرند.

محققان در کاتالوگ خود، یک lncRNA به نام HOXA10-AS را به صفر رساندند که تجزیه و تحلیل اولیه یادگیری ماشین نشان داد کاندیدای قوی به عنوان نشانگر زیستی پیش‌آگهی برای طبقه‌بندی بیماران به‌عنوان سرطان مغز با خطر کم یا پرخطر است. آنها برای تایید نتایج تجزیه و تحلیل یادگیری ماشین خود، آن را بر روی یک مجموعه داده جدید سرطان مغز که توسط نویسندگان همکار مستقر در شانگهای، چین به رهبری بیمارستان Huashan تولید شده بود، آزمایش کردند.

تیم با تشویق نتایج یادگیری ماشینی، به سمت اعتبار سنجی بیولوژیکی عملکردی با استفاده از سلول‌های سرطانی مشتق شده از بیمار، پیوند زنوگرافت و مدل‌های ارگانوئیدی حرکت کردند. این مراحل نه تنها تایید کرد که HOXA10-AS می تواند به عنوان یک نشانگر زیستی قوی عمل کند، بلکه به عنوان یک هدف درمانی بالقوه نیز عمل می کند زیرا در چندین مسیر بیولوژیکی مهم در سرطان مغز نقش دارد. به عنوان مثال، بیان بیش از حد HOXA10-AS با افزایش تهاجم سلولی همراه بود در حالی که سطوح کاهش یافته از تکثیر سلولی جلوگیری می کرد – هر دو نشانه مهم سرطان مغز.

این آزمایش‌های بیولوژیکی همچنین شواهد بیشتری از رفتار «سوئیچ‌مانند» نشان‌داده‌شده در HOXA10-AS و ارتباط آن با پیامدهای بیمار ارائه کردند. عدم بیان این lncRNA با تومورهای مغزی کم خطر و بیان بالا مرتبط با تومورهای تهاجمی همراه بود.

ریمند، که تیم او رهبری دستگاه را بر عهده داشت، می‌گوید: «ما از نتایج این مطالعه هیجان‌زده هستیم که نه تنها نشانگرهای زیستی و بینش جدیدی در مورد بیولوژی سرطان به دست می‌دهد، بلکه انگیزه‌ای برای ادامه کاوش در رونوشت سرطان برای اکتشافات جدید برای کمک به بیماران فراهم می‌کند.» تجزیه و تحلیل یادگیری “ما فقط شروع به بررسی سطح نقش RNA ها در سرطان کرده ایم و آماده اکتشافات بیشتری هستیم زیرا توالی یابی کل رونویسی در کلینیک رایج تر می شود و داده های بیشتری در دسترس است.”

حاشیه‌نویسی عملکردی ژنوم‌های سرطان و شناسایی بیومارکرهای جدید بقای بیمار، اما همچنین ژن‌هایی که تهاجمی سرطان‌ها را تنظیم می‌کنند، برای هدف ما از سرطان‌شناسی دقیق، ایده بهبود درمان سرطان بر اساس تغییرات ژنتیکی موجود در تومور، از اهمیت بالایی برخوردار است. شرامک، که تیمش تحلیل عملکردی را رهبری می کرد، می گوید. “درک عمیق از عواملی که باعث شروع و پیشرفت سرطان می شوند، شناسایی اهداف درمانی جدید و استراتژی های درمانی را تسهیل می کند.”

جیل دانلوپ، وزیر کالج‌ها و دانشگاه‌ها می‌گوید: «به OICR، LTRI و شرکای تحقیقاتی آن برای انجام این کشف مهم جدید در تحقیقات سرطان تبریک می‌گوییم. اونتاریایی‌ها می‌توانند به نقش پیشروی OICR در این ابتکار افتخار کنند، که می‌تواند منجر به اکتشافات سرطان بیشتر شود که از نتایج بهتر بیماران در آینده پشتیبانی می‌کند. و موفقیت آنها در برخی از کارهای پیشگامانه ای که در دانشگاه ها و موسسات تحقیقاتی در سطح جهانی ما انجام می شود منعکس شده است.”

“یافته های دکتر ریمند و همکارانش نشان می دهد که مطالعه مناطق غیر کد کننده ژنوم سرطان ارزش زیادی دارد. کشف نشانگرهای زیستی قوی و اهداف درمانی جدید برای توسعه نسل بعدی پزشکی دقیق بسیار مهم است.” دکتر لینکلن استاین، سرپرست، انکولوژی تطبیقی، OICR. “من به کل تیم به خاطر این یافته های مهم تبریک می گویم که درک ما را از بیولوژی سرطان غنی کرده و فرصت های جدیدی را برای بهبود مدیریت بالینی سرطان ارائه می دهد.”

ارائه شده توسط موسسه تحقیقات سرطان انتاریو