Eine bahnbrechende Studie zur Krebsepigenetik analysierte 1,7 Millionen Zellen verschiedener Krebsarten und entdeckte einzigartige Muster der DNA-Aktivierung, die für das Fortschreiten des Krebses entscheidend sind. Diese Studie liefert neue Einblicke in prognostische Marker und mögliche gezielte Therapiestrategien.
Jede Zelle synthetisiert ihre eigenen Proteine, indem sie die genetische Information in Genen interpretiert. Genmutationen sind Veränderungen dieser Informationen, die die Funktion der betroffenen Proteine beeinträchtigen. In der Onkologie wird dies als Krebsgenetik bezeichnet. In den letzten Jahrzehnten ist jedoch ein neues Gebiet entstanden: die Krebsepigenetik.
Epigenetische Veränderungen verändern keine Informationen, sondern verändern vorübergehend die Fähigkeit von Zellen, bestimmte eigene Gene zu lesen und dadurch verwandte Proteine zu produzieren. Es gibt ein umfangreiches epigenetisches Programm, das auf diese Weise die allgemeine Funktion der Zelle steuert und, sobald es verändert ist, die Zelle an den Startpunkt einer bösartigen Transformation bringen kann.
Gibt es also eine Möglichkeit, diese Veränderungen zu verfolgen und die Epigenetik der Krebstransformation zu verstehen?
Ein internationales Forscherteam hat mit der Enthüllung dieses lang erwarteten Meilensteins begonnen. Sie analysierten 1,7 Millionen Zellen aus 225 Primär- und Metastasenproben von 205 Patienten mit 11 verschiedenen Krebsarten.
Für jede Zelle erhielt das Team das vollständige Transkriptom, Exom und Epigenom. Dies umfasst praktisch alle genetischen Mutationen, die Zugänglichkeit von Genen und ihre Folgen. Mithilfe leistungsstarker Rechenleistung können sie den Gesamtfunktionsstatus jeder analysierten Zelle ableiten und ihn mit bestimmten Krebsarten verknüpfen.
Die in der renommierten Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass viele Regionen der DNA krebsspezifisch aktiviert oder deaktiviert werden und die Signatur jedes Tumors bilden.
Diese Unterschiede hängen mit dem Fortschreiten des Krebses zusammen und viele entsprechen gut bekannten Merkmalen von Krebs – den Schritten, die Zellen durchlaufen müssen, um bösartig zu werden. Dr. Edward Porta, Gruppenleiter am Josep Carreras Leukemia Institute (IJC-CERCA), ist Mitglied des Forschungsteams und verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Analyse großer Mengen biologischer Daten.
Die neue Veröffentlichung weist darauf hin, dass epigenetische Veränderungen auf DNA-Ebene eine zugrunde liegende Krebsursache sind. Insbesondere die Zugänglichkeit von Enhancer-Regionen, bei denen es sich um Hauptregulatoren handelt, die auf viele Gene gleichzeitig einwirken.
Zusammengenommen ergeben diese Ergebnisse eine kurze Liste von Genen, die als Marker für eine gute oder schlechte Prognose dienen und wertvolle Informationen für die klinische Behandlung von Patienten liefern.
Die Analyse identifizierte auch die zellulären Pfade dieser wichtigen Gene und ermöglichte so die Verfolgung ihrer weitreichenden Wechselwirkungen. Manchmal sind die betroffenen Gene so grundlegend, dass es unmöglich ist, sie ohne Nebenwirkungen direkt mit Medikamenten zu behandeln. Aber wenn der gesamte Weg verstanden wird, können Forscher Strategien entwickeln, die auf die schwächsten Glieder in der Kette abzielen, um die Wirksamkeit von Behandlungen zu maximieren und gleichzeitig Nebenwirkungen zu minimieren.