Всесторонний анализ молекулярных характеристик глиом – наиболее распространенной злокачественной опухоли головного мозга – объясняет, почему некоторые пациенты с диагнозом медленно растущие (низкосортные) опухоли быстро умирают, в то время как другие с более агрессивными (высокозлокачественными) опухолями выживают в течение много лет. Многонациональное исследование предлагает новый способ классификации глиом, который может оказать значительное влияние на ведение пациентов и может привести к разработке более целенаправленных методов лечения.
Работа подготовлена исследователями из Медицинского центра Колумбийского университета (CUMC), США, Медицинской школы Рибейран-Прету (FMRP) при Университете Сан-Паулу (USP), Бразилия, и Центра рака Андерсона Университета Техаса, Хьюстон, США. Техас, США, была опубликована сегодня в журнале Cell.
В настоящее время патологоанатомы определяют, является ли глиома низкой или высокой степени злокачественности, по внешнему виду опухолевой ткани под микроскопом.
"Хотя этот подход, как правило, хорошо помогает различать глиомы, которые явно очень агрессивны, и глиомы, которые относительно медленно растут, в значительном проценте случаев он не достигает цели, что приводит к неправильному лечению," сказал соавтор Антонио Явароне, доктор медицины, профессор неврологии, патологии и клеточной биологии (в Институте генетики рака) в CUMC и член Комплексного онкологического центра Герберта Ирвинга (HICCC) в Медицинском центре Нью-Йоркского Пресвитерианского / Колумбийского университета. "Вместо этого, глядя на молекулярный состав этих опухолей, мы теперь имеем гораздо более точный способ предсказать, какие опухоли с большей вероятностью будут расти быстро, и можем назначить соответствующее лечение."
Другие исследователи пытались классифицировать глиомы в соответствии с их генетическими характеристиками. Одно исследование показало, что опухоли с мутациями в гене IDH были значительно менее агрессивными, чем опухоли без мутации, известные как опухоли дикого типа IDH. Однако эти результаты не полностью объяснили, почему у некоторых пациентов с опухолями IDH-мутанта дела обстоят хуже, чем ожидалось, а у некоторых с опухолями IDH дикого типа дела обстоят лучше, чем ожидалось. Другие исследования показали, что уровень метилирования ДНК глиомы, эпигенетического процесса, который клетки используют для контроля экспрессии генов, может объяснить агрессивность опухоли, но доказательства были неубедительными.
В этом исследовании д-р. Иавароне и его коллеги проанализировали 1122 образца глиомы высокой и низкой степени злокачественности из Атласа генома рака в поисках эпигенетических изменений в ДНК опухолей. Исследователи обнаружили, что лучшим предиктором прогрессирования глиомы с мутантным IDH – менее агрессивной разновидности – является уровень метилирования ДНК. Среди глиом с мутантным IDH глиомы с высокой степенью метилирования ДНК прогрессировали медленнее. Однако опухоли с меньшим метилированием ДНК, около 6 процентов от общего числа, очень быстро прогрессировали.
"Судя по внешнему виду под микроскопом, эти агрессивные опухоли очень похожи на другие опухоли с мутантом IDH," сказал доктор. Iavarone. "Но с точки зрения прогноза заболевания они развивались так же, как и более летальная подгруппа глиом IDH дикого типа," сказал доктор. Iavarone.
Среди пациентов с глиомами дикого типа IDH – наиболее агрессивного типа – небольшая подгруппа (около 6 процентов) имела относительно благоприятные клинические исходы. Молекулярные характеристики этой группы были аналогичны характеристикам пилоцитарных астроцитом, детской опухоли головного мозга с относительно благоприятным показателем выживаемости.
"Настоящее исследование продвигает понимание деления глиомы, коррелируя каждый подтип метилирования ДНК с отдельным клиническим результатом," сказал соавтор исследования Хоутан Ноушмер, доктор философии, профессор эпигеномики и биоинформатики в Университете Сан-Паулу и директор лаборатории OMICs и биоинформатики в FMRP в Рибейран-Прету, Сан-Паулу. "Мы обнаружили глиомы низкой и высокой степени злокачественности, смешанные между этими разными эпигенетическими подтипами. Это было неожиданным открытием, которое позволило нам глубже понять прогрессирование глиом в пределах различных подтипов," сказал доктор. Noushmehr.
"Это исследование расширило наши знания о ландшафте соматических изменений глиомы и подчеркнуло важность профилей метилирования ДНК как метода клинической классификации," сказал старший соавтор Роэл Верхаак, доктор философии, доцент кафедры биоинформатики и вычислительной биологии, доктор медицины Андерсон. "Эти результаты являются важным шагом вперед в нашем понимании глиомы как отдельных подгрупп заболеваний и механизма, приводящего к формированию и прогрессированию глиомы."
В документе также были выявлены несколько ранее нераспознанных генетических изменений, которые могут способствовать развитию глиомы, и выявлены новые потенциальные мишени для лекарственной терапии.
"Это исследование, посвященное классификации опухолей, не указывает на конкретные методы лечения глиомы," сказал доктор. Iavarone. "Но наши результаты помогут клиницистам идентифицировать подгруппы пациентов с опухолями IDHmutant, которым требуется более агрессивное лечение, и пациентов с опухолями IDH дикого типа, которым можно избежать агрессивного лечения."
Исследование называется, "Молекулярное профилирование уточняет классификацию диффузной глиомы низкой и высокой степени злокачественности у взрослых." Полный список участников можно найти в Cell.