Протеомното изследване на 2002 тумора идентифицира 11 молекулярни подтипа на пан-рак в 14 вида рак – ScienceDaily

Ново проучване, което анализира нивата на протеин в 2002 първични тумора от 14 тъканни типа рак, идентифицира 11 различни молекулярни подтипа, предоставяйки систематични знания, които значително разширяват онлайн база данни с възможност за търсене, която се превърна в платформа за анализ на данни за рак от потребителите по целия свят.

Порталът за анализ на ракови данни на Университета на Алабама в Бирмингам, или UALCAN, беше разработен и пуснат за обществено ползване през 2017 г. като удобен за потребителя портал за анализ на данни за пан-рак omics, включително транскриптомика, епигенетика и протеомика. UALCAN е имал близо 920 000 посещения на място от изследователи в повече от 100 страни и е цитиран повече от 2750 пъти.

„UALCAN е усилие за разпространение на изчерпателни данни за рака на изследователи и клиницисти в удобен за потребителя формат, за да правят открития и да намират игли в купа сено“, каза д-р Соорянараяна Варамбали, професор в отдела по патология на UAB по молекулярни и клетъчна патология и директор на програмата за изследване на транслационна онкологична патология на UAB. „Откриването, диагностицирането, лечението, лечението и изследванията на рак се нуждаят от глобални екипни усилия, а осмислянето на огромното количество данни се нуждае от начин за анализиране и интерпретиране на тези данни.

Ракът е сложно заболяване и неговото начало, прогресия и метастази, разпространението в отдалечени органи, включва динамични молекулярни промени във всеки вид рак. Отделните пациенти с рак показват вариации, освен някои от общите геномни събития.

В новото проучване Varambally работи с дългогодишния си сътрудник Чад Крейтън, доктор по медицина, Baylor College of Medicine, Хюстън, Тексас. Крейтън ръководи протеомичното изследване, публикувано в Природни комуникации, “Протеогеномната характеристика на човешки рак от 2002 г. разкрива молекулярни подтипове на пан-рак и свързаните с тях пътища.” Това разширява две ранни протеомични проучвания, публикувани през 2019 и 2021 г.

Преди това екипът извърши анализ на РНК транскрипти, предоставяйки данните на изследователите чрез UALCAN, за да определи кои пътища използват безбройните форми на рак, за да подпомогнат растежа, разпространението и агресивността. С това скорошно проучване екипът извърши и включи мащабен протеомичен анализ. Данните и резултатите дават нови идеи за по-нататъшни изследвания и възможни терапевтични интервенции.

Протеомът е комплемент от протеини, експресирани в клетка или тъкан, и те могат да бъдат измерени количествено чрез последните технологични постижения в масспектрометрията. В клетките ДНК произвежда иРНК, а иРНК произвежда протеин, процеси, известни като централната догма на молекулярната биология. Протеините са основни функционални части на клетките, които са от решаващо значение за клетъчния метаболизъм, структура, растеж, сигнализиране и движение.

Типовете рак, представени в набора от протеомични данни на UALCAN, включват рак на гърдата, колоректален, стомашен, глиобластом, глава и шия, черен дроб, белодробен аденокарцином, белодробен сквамозен рак, рак на яйчниците, панкреаса, педиатричен мозък, рак на простатата, бъбреците и матката. Броят на туморите във всеки вид рак в проучването варира от 76 до 230, със средно 143. Интригуващо е, че подтиповете на пан-рак, базирани на протеоми от настоящото проучване, са открити в различни туморни линии.

Компендиумът от протеомични данни идва от 17 индивидуални проучвания. Съответни мулти-омични данни бяха налични за повечето от тези тумори, включително нива на тРНК, ДНК соматични малки мутации и инсерции/делеции и промени в броя на соматичните копия на ДНК.

Като цяло, изследователите откриха, че експресията на протеини на гени в тумори в широка корелация със съответните нива на иРНК или промени в броя на копията. Имаше обаче някои забележителни изключения.

Те идентифицираха 11 различни базирани на протеоми подтипа пан-рак – наречени s1 до s11 – които могат да дадат представа за нерегулираните пътища и процеси в туморите, които ги правят ракови. Всеки подтип обхваща множество видове рак на базата на тъкани, въпреки че подтип s11 е специфичен за мозъчни тумори, обхващащи глиобластоми и педиатрични мозъчни тумори.

Всеки подтип изразява специфични генни категории, някои от които са наблюдавани преди в предишно, по-малко изчерпателно протеомично проучване. Три подтипа показаха нови категории гени: подтип s7 с гени за “насочване на аксон” и “набръчкано свързване”, подтип s10 с гени “ремонт на ДНК” и “организация на хроматина” и подтип s11 с “синапс”, “дендрит” и “аксон” гени.

На ниво ДНК проучването подробно описва разликите между подтиповете, базирани на протеом, в общите промени в броя на копията на гените и соматичните мутации в подтиповете, свързани с по-висока активност на пътя, както се заключава от данните за протеома или транскриптома.

„Резултатите от нашето проучване предоставят рамка за разбиране на молекулярния пейзаж на рака на протеомно ниво, за да се интегрират и сравняват данните с други молекулярни корелати на рака“, каза Varambally. „Свързаните набори от данни и асоциации на ниво гени представляват ресурс за изследователската общност, включително помагат за идентифициране на генни кандидати за функционални изследвания и по-нататъшно развитие на кандидати като диагностични маркери или терапевтични цели за специфична подгрупа от рак.

„Освен това, това проучване засилва идеята, че раковите заболявания трябва да бъдат изчерпателно изследвани на ниво протеин, въпреки че профилирането на експресията върху тумори исторически е било ограничено най-вече до нивото на РНК транскрипт. Много от анализите в тази непрекъснато развиваща се платформа за анализ на данни за рак се основават по заявки на потребители или експерти и екипът е задължен на подкрепата и насърчението от изследователите, които използват тази платформа, за да направят открития, които правят разлика в изследванията на рака.”

Някои от големите набори от данни за сайта на UAB са генерирани от консорциуми като The Cancer Genome Atlas, или TCGA, и Консорциум за клиничен протеомен анализ на тумори, или CPTAC, на Националния институт по рака.

Прецизното насочване на рак изисква идентифициране на индивидуални или специфични за подклас геномни и молекулярни промени. За да помогне на изследователите на рака да извършват различни анализи на данни за по-добро разбиране на тези големи масиви от данни, Даршан Шимога Чандрашекар, д-р, ръководи разработването на портала UALCAN под ръководството на Varambally. Актуализации на този непрекъснато развиващ се портал бяха публикувани наскоро в Neoplasia.

Инициативата UALCAN и нейното непрекъснато развитие включват принос от екип от експерти, включително биоинформатици, компютърни учени, статистици, ракови биолози, патолози и онколози. „Това е екипен научен подход, за да се даде възможност на глобалния изследователски екип за рак да се справи с рака“, каза Varambally.

Подкрепата дойде от грантовете на Националния институт по здравеопазване CA125123 и CA118948 и гранта на Министерството на отбраната на САЩ W81XWH-19-1-0588.

Първи съавтори на това проучване са Yiqun Zhang и Fengju Chen, Baylor College of Medicine, и Chandrashekar, UAB Department of Patology Division по молекулярна и клетъчна патология.

Патология е катедра в Медицинския факултет Marnix E. Heersink към UAB. Varambally е старши научен специалист в O’Neal Comprehensive Cancer Center и Института по информатика към UAB и е съдиректор на темата за биология на рака на дипломираните биомедицински науки в UAB. Той заема помощна позиция в Мичиганския център по транслационна патология, Университета на Мичиган, Ан Арбър.

.

Leave a Comment