Kanker: nieuwe DNA-sequencingtechniek analyseert tumoren cel voor cel om ziekte te bestrijden

van The Conversation

— dit bericht geschreven door Alba Rodriguez-Meira en Adam Mead, Universiteit van Oxford

Met een nieuwe techniek voor DNA-sequencing kunnen wetenschappers genetische fouten in individuele kankercellen opsporen. Voor het eerst kunnen ze de levensgeschiedenis van een tumor reconstrueren en begrijpen hoe een fout in het DNA van een cel leidde tot de oncontroleerbare groei van een tumor. Deze nieuwe technologie zal artsen helpen begrijpen hoe een bepaalde vorm van kanker is geëvolueerd en behandelingen voor elke patiënt personaliseren, om ze effectiever en succesvoller te maken.

Deel dit artikel aub – Ga helemaal bovenaan de pagina, aan de rechterkant, voor knoppen voor sociale media.

We zijn gemaakt van miljarden cellen die samenwerken om elk deel van ons lichaam op te bouwen. Af en toe krijgt een van deze cellen een fout in zijn genetische code en deze fout, of mutatie, kan deze abnormale enkele cel soms doen delen en sneller groeien dan de gezonde cellen, waardoor een tumor ontstaat. Tijdens dit proces kunnen cellen blijven evolueren en veel meer mutaties accumuleren die het gevaarlijker maken dan de oorspronkelijke.

Vroeger, toen onderzoekers kanker bestudeerden, namen ze een stuk van de tumor en analyseerden het als geheel. Zonder de levensgeschiedenis van elke tumor te begrijpen, zou de wetenschap ons alleen een onvolledig beeld kunnen geven van de kanker, waarbij de verschillende cellen worden gemengd en gemiddeld, om een ​​idee te krijgen van hoe gevaarlijk de kanker was. Maar het vertelde ons niets over hoe de tumor was geëvolueerd en uit welk type cellen het was gemaakt, waardoor het voor artsen moeilijk was om voor elke patiënt de juiste behandeling te kiezen.

Dit is de reden waarom veel kankerbehandelingen niet werken, en als ze dat wel doen, groeit kanker soms binnen een paar maanden of jaren terug, veel agressiever dan de vorige en veel moeilijker te behandelen.

Het hele plaatje zien

Omdat de hele tumor als geheel niet te verslaan was, begonnen onderzoekers vijf jaar geleden een andere strategie te gebruiken: verdeel en heers. Ze begonnen de tumoren in afzonderlijke cellen te verdelen en elke kankercel afzonderlijk te analyseren om te proberen te begrijpen uit welke soorten cellen elke tumor bestond.

Maar zelfs met deze vooruitgang hadden ze nog steeds maar twee hoofdinstrumenten om afzonderlijke kankercellen te analyseren. Met één tool konden ze de genetische code van een enkele cel tegelijk lezen en identificeren welke cellen genetische mutaties hebben. Het andere hulpmiddel hielp hen te begrijpen welke genen actief waren in elke kankercel en wat hun rol in de cellen was. Geen van deze tools onthulde echter het hele plaatje. Als je ze gebruikt, kun je ofwel de genetische fouten van elke cel krijgen, of de genen die actief en functioneel zijn - maar niet beide. Hierdoor was het onmogelijk om te begrijpen welke genen worden geactiveerd als gevolg van genetische fouten in elke cel.

Een team van onderzoekers van het MRC Weatherall Institute of Molecular Medicine, University of Oxford, ontwikkelde een nieuwe single-cell sequencing-techniek waarmee ze het hele plaatje konden zien. Het laat wetenschappers de genetische fouten analyseren die elke cel in een tumor heeft verzameld, terwijl ze ook de genactiviteit en celfunctie begrijpen. Hierdoor kunnen onderzoekers elk aspect van de tumor tot in de kleinste details zien.

Onderzoeker Alba Rodriguez-Meira laat een typische plaat zien die in deze experimenten wordt gebruikt. Elk kan 384 kankercellen bevatten. MRC Weatherall Institute of Molecular Medicine, auteur verstrekt

In hun laatste studie, gepubliceerd in Molecular Cell, gebruikten ze deze nieuwe techniek, TARGET-seq genaamd, om vele duizenden cellen te analyseren van 11 patiënten van wie de bloedvormende cellen kanker waren geworden. Hun analyse leverde een gedetailleerd beeld op van de celtypen waaruit bloedkankers bestonden. Dankzij de hoge resolutie konden ze de volledige levensgeschiedenis van elke tumor reconstrueren en de moleculen identificeren die actief waren tijdens de eerste stappen van tumorontwikkeling. Ze ontdekten ook dat cellen die er gezond uitzagen, omdat ze geen kankerachtige mutaties hadden, zich gedroegen als kwaadaardige cellen en abnormale genen activeerden omdat ze zich in een tumoromgeving bevonden.

Wetenschappers gebruiken nu TARGET-seq om verschillende soorten agressieve leukemieën te analyseren waarvoor geen effectieve behandelingen bestaan. Ze hopen te begrijpen hoe ze de cellen die de tumor hebben veroorzaakt en in stand hebben gehouden, kunnen elimineren om ze volledig uit te roeien. We hopen dat deze techniek in de toekomst door oncologen zal worden gebruikt om het exacte mengsel van kankercellen te bepalen waaruit elke tumor bestaat en om de juiste behandeling voor elke patiënt op maat te maken.

Alba Rodriguez-Meira, promovendus, Universiteit van Oxford en Adam Mead, hoogleraar hematologie, Universiteit van Oxford

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.