Multidisciplinární přístup vrhá světlo na roli mitochondriálních mutací DNA u rakoviny

Mitochondrie působí jako energetické továrny v buňkách a mají svou vlastní, samostatnou DNA. U rakoviny byly pozorovány mutace na mitochondriální DNA (mtDNA), ale nebylo jasné, jak by tyto změny mohly ovlivnit růst rakoviny.

Chcete -li najít odpovědi, dohromady vědci z výzkumné nemocnice St. Jude dohromady výpočetní nástroje a technologie sekvenování DNA pro zkoumání těchto mtDNA mutace v rakovinné buňky úzce. Jejich nová metoda umožňuje vědcům určit, když se tyto mutace vyskytují, jak se mění při vývoji rakoviny a zda ovlivňují to, jak se chovají rakovinné buňky.

Výsledky této studie jsou Publikováno v Pokroky vědy.

Zkoumání role, kterou jednotlivé mutace mtDNA na rakovině byly, bylo historicky obtížné. „Každá buňka obsahuje stovky kopií mitochondriální DNA; tedy může být mutace přítomna na nízkých hladinách v mnoha buňkách nebo na vysokých hladinách pouze v podskupině buněk,“ uvedla odpovídající autorka Mondira Kundu, MD, Ph.D., St. Jude Department of Cell & Molecular Biology.

„Tyto různé vzorce mohou mít dramaticky odlišné účinky na to, jak fungují buňky.“

Mutace mtDNA nejsou náhodnými cestujícími na rakovině

K překonání této výzvy spojil tým několik technik, včetně výkonných výpočetních nástrojů, Statistické analýzyHromadné celé genomové sekvenování a studie s jedním buňkami.

Tento přístup jim umožnil určit, kolik mitochondriální DNA bylo v každé buňce mutováno, a když k těmto změnám došlo ve vztahu k vývoji rakoviny.

Vědci překvapivě zjistili, že některé mutace mitochondriální DNA se vyskytují před tím, než se buňka stane rakovinou – a že tyto mutace nejsou vždy náhodné. Zdá se, že v některých případech rakovinné buňky aktivně „vyberou“ pro kombinaci normální a mutované mitochondriální DNA.

„Tento přístup nám umožnil rozeznat neškodné mutace„ cestujících “od těch, které mohou rakovinu pomoci růst,“ vysvětlil Kundu. „To je něco, s čím se pole bojovalo až dosud.“

Kunduův tým převzal analýzu dále nasazením nástroje, volaného Netbid2Vytvořeno spoluautorem Jiyang Yu, Ph.D., St. Jude Department of Computational Biology Interim Chair.

S tímto nástrojem vědci našli důkazy, že mtDNA může přispívat k rezistenci na terapii. Objevili mutaci mtDNA spojené se změnami cest spojených s rezistencí na glukokortikoidy, což je společná terapie pro Akutní lymfoblastická leukémie. Další analýza naznačila, že tento typ mitochondriální mutace může způsobit, že leukemické buňky s větší pravděpodobností odolávají léčbě.

Zatímco tento výzkum zdůrazňuje, že v leukémii mohou hrát mutace mitochondriální DNA, hlavním úspěchem je vytvoření nového vícerozměrného přístupu k zkoumání mtDNA. Kundu je optimistický ohledně hodnoty kopání hlouběji do tohoto přehlíženého rysu růstu rakoviny.

„Tato práce ukazuje, že mitochondriální DNA může ovlivnit jak leukémie začíná a jak postupuje,“ řekl Kundu. „Dalším důležitým krokem je použít tento přístup na mnoho dalších vzorků pacientů, abychom plně pochopili jeho dopad.“