Во время лечения рака часто бывает трудно достичь баланса между избавлением от как можно большего количества опухолевых клеток и в то же время не вызывать серьезных побочных эффектов.
Одним из общих свойств опухолевых клеток является их быстрый и неконтролируемый рост. По этой причине химиотерапевтические препараты, которые используются для лечения рака, были разработаны для уничтожения быстрорастущих клеток. Но лечение также убивает нормальные клетки, которые быстро растут.
Одной из наиболее чувствительных тканей является костный мозг, где с большой скоростью образуются различные типы клеток крови. Приблизительно 25% пациентов с раком легких, получающих комбинированное лечение препаратами гемцитабин и карбоплатин, испытывают опасные для жизни побочные эффекты на костный мозг во время стандартного лечения.
Во многих случаях лечение необходимо прекратить.
Мы знаем, что генетические факторы играют роль в реакции человека на эти методы лечения. Вероятно, здесь задействованы сложные взаимодействия между многими генами. Поэтому ученые, проводившие исследование, исследовали, существуют ли генетические сигнатуры, которые можно использовать для идентификации пациентов с высоким риском возникновения серьезных побочных эффектов от лечения.
Это позволило бы им с самого начала более точно адаптировать лечение к индивидууму: тем, у кого низкий риск побочных эффектов, могут быть более высокие дозы, с более сильным эффектом на рак, а тем, у кого высокий риск, может быть назначено другое лечение.
Исследование, опубликованное в npj Systems Biology and Applications, является результатом сотрудничества исследователей в области фармакогенетики и биоинформатики. Они определили полные последовательности ДНК 96 пациентов с немелкоклеточным раком легкого, которые лечились гемцитабином / карбоплатином. Секвенирование всего генома таким образом дает информацию о миллионах генетических вариантов, которые могут быть интересны.
Исследователи хотели посмотреть, смогут ли они найти в этом огромном количестве данных функциональные группы генов, которые были связаны со степенью токсичности, которую лечение оказало на костный мозг различных пациентов.
Исследователи на первом этапе определили сеть из 215 генов, которые были тесно связаны друг с другом. Эта сеть была особенно богата генами, которые были связаны с этими препаратами в предыдущих исследованиях. Следующим шагом было сокращение количества генетических вариантов в генной сети до 62, которые включены в окончательную модель.
Исследователи демонстрируют, что эту модель можно использовать для классификации пациентов в одну из двух групп с высокой или низкой вероятностью возникновения серьезных побочных эффектов.
«Чрезвычайно интересно, что задействованные гены связаны с делением клеток, в частности, в костном мозге. Нам удалось не только спрогнозировать побочные эффекты для пациентов, но и показать, что модель является биологически релевантной », – говорит Хенрик Грин, профессор кафедры биомедицинских и клинических наук Университета Линчепинга.
Модель прогнозирования должна быть протестирована в дальнейших исследованиях, прежде чем ее можно будет использовать в клинике. В шведскую систему здравоохранения внедряются все более совершенные методы генетического анализа, что позволяет в долгосрочной перспективе внедрить этот тип метода, основанный на анализе многих генов одновременно.
"Мы хотим работать над установлением стандарта в трансляционной биоинформатике и показать, что один и тот же тип метода может применяться в нескольких медицинских ситуациях. Материал пациентов здесь может показаться небольшим, но мы даже в этом случае продемонстрировали, что этот подход может использоваться для прогнозирования тяжести побочных эффектов для пациентов », – говорит Мика Густафссон, старший преподаватель кафедры физики, химии и биологии в Линчепинге.
Университета, и вместе с Хенриком Грином, руководителем исследования.