Vysokoškolský výzkumník odhaluje molekulární tajemství mechanismů způsobujících rakovinu HPV

Když Sean Fletcher v létě prvního ročníku vstoupil do laboratoře Sama Biswase Medical and Molecular Sciences (MMSC) na University of Delaware College of Health Sciences, neměl žádné výzkumné ani laboratorní zkušenosti.

O dva roky později publikoval hlavní lékař lékařské diagnostiky s vyznamenáním článek jako první autor poté, co odhalil nové poznatky o tom, jak lidský papilomavirus (HPV) funguje na molekulární úrovni.

Ve studii nedávno zveřejněné v Virologický časopis, Fletcher a spoluautoři Biswas, profesor MMSC, a Esther Biswas-Fiss, profesorka a předsedkyně MMSC, použili bioinformatiku k určení konzervovaných oblastí proteinu HPV E2, který hraje klíčovou roli ve schopnosti viru replikovat se a způsobit rakovinu. Tým zjistil, že specifické mutace mohou změnit funkci proteinu, což významně zvyšuje riziko rakoviny.

Je vzácné, aby byl vysokoškolák prvním autorem v prestižním časopise. To Seana opravdu odlišuje. Je to velmi lékařsky zaměřený dokument s důsledky pro HPV – globální zdravotní problém – a potenciální léčebné postupy.“

Esther Biswas-Fiss, profesorka a předsedkyně MMSC

Sean Fletcher (vpravo), začínající lékař, hovoří o roli bioinformatiky ve svém výzkumu s mentory Esther Biswas-Fiss (vlevo), profesorkou a předsedkyní katedry lékařských a molekulárních věd, a Samem Biswasem (uprostřed), profesorem lékařských a molekulárních věd.

Je to výkon, o kterém se Fletcherovi, vysokoškolskému studentovi první generace a rodákovi z Delaware, který míří na lékařskou fakultu, ani nesnilo, když poprvé přišel na UD.

„Věděl jsem, že UD má solidní výzkumné portfolio, a jsem vděčný, že jsem využil rané příležitosti k zapojení a prozkoumání rozsáhlého světa výzkumu HPV,“ řekl Fletcher.

Den poté, co byl Fletcherův článek publikován, Fletcherovi zavolali z Thomas Jefferson’s Sidney Kimmel Medical College, aby naplánovali rozhovor – což je včasný vývoj, který podtrhl hodnotu jeho publikace.

„To je síla práce prvního autora,“ řekl Biswas hrdě. „Dává mu to obrovskou výhodu.“

Dekódování rakovinotvorných proteinů HPV

HPV je nejčastější sexuálně přenosná infekce (STI) na světě, která postihuje až 80 % sexuálně aktivních dospělých. Komplexní virus má více než 200 kmenů a je hlavní příčinou rakoviny hlavy a krku.

„Jedna osoba může být infikována tuctem nebo více typy HPV současně,“ řekl Biswas. „Stále nevíme, jak spolu interagují; je toho ještě hodně neznámého.“

Zatímco mladší dospělí se silnějším imunitním systémem odstraní HPV do dvou let, 400 milionů let starý virus může v těle ležet ladem roky, takže u lidí starších 40 let je obtížnější jej odstranit.

„Lékaři mohou říci, že je člověk vyléčen, ale nemusí to být vždy pravda,“ řekl Biswas. „Virus už nemusí být detekovatelný pomocí Pap stěru u žen, ale virus mohl zanechat kopii v buňce, která by o deset let později mohla vést k rakovině.“

Zleva doprava Esther Biswas-Fiss, profesorka a předsedkyně lékařských a molekulárních věd, hlavní vyznamenání hlavní lékařská diagnostika Sean Fletcher a Sam Biswas, profesor lékařských a molekulárních věd, spolupracovali na odhalení specifických mutací, které mohou změnit funkci proteinů a významně zvýšit riziko rakoviny, čímž připravily cestu pro lepší přístupy k diagnostice a léčbě rakoviny související s HPV.

U mužů neexistuje žádný test na HPV a mnozí zjistí, že mají virus až po diagnóze rakoviny. Biswas-Fiss zdůraznil, že pochopení viru na molekulární úrovni je klíčem k prevenci a léčbě HPV.

„Mnoho studií se zaměřilo na klinické a epidemiologické přístupy, včetně naší práce na určení, které genotypy jsou v různých částech světa převládající,“ řekla. „Ale abychom zabránili a léčili HPV, musíme lépe pochopit, jak způsobuje rakovinu na molekulární úrovni.“

Fletcherova publikace tento cíl podporuje.

„Musíme virus studovat jak výpočetně, tak v laboratoři, as tímto dokumentem jsme udělali velký pokrok,“ řekl Biswas-Fiss. „Otevírá to novou cestu pro výzkumníky.“

Během příštího roku plánuje Fletcher pokračovat v používání výpočetní biologie jako mikroskopu ke zkoumání každého atomu v proteinech HPV. Jeho pokračující výzkum je podporován prostřednictvím ocenění Delaware INBRE Academic Year Undergraduate Fellows Award po jeho účasti na letním studentském výzkumném programu Delaware INBRE.

„To, co dělám teď, se před pěti lety nedalo udělat. Pomocí strojového učení můžeme identifikovat skryté vzorce v proteinech a testovat způsoby, jak blokovat interakce proteinů, abychom jim zabránili způsobit rakovinu,“ řekl Fletcher. „Jsem opravdu nadšený, že vidím tyto nápady založené na datech aplikovat v budoucnu na medicínu a klinická data.“