Новое исследование предполагает, что изменения на эпигенетическом уровне — в частности, изменения белков, которые влияют на экспрессию генов, а не генетические мутации, — могут быть причиной детских эпендимом.«Ясно, что рак — это нечто большее, чем просто генетические мутации. Не каждый рак подходит под эту коробку наличия генетического фактора», — говорит Шрирам Веннети, доктор медицинских наук, доцент кафедры патологии в Медицинской школе Мичиганского университета.
Три отдельные группы выполнили расширенное секвенирование эпендимомы, опухоли, которая возникает в части мозга, называемой задней ямкой, которая является задним основанием мозга, включая мозжечок, мост и ствол мозга. Он может развиваться как у маленьких детей, так и у взрослых, но особенно сложно лечить у детей.
Когда попытки секвенирования не привели к каким-либо повторяющимся генетическим изменениям, команда под руководством Мичиганского университета изучила эпигенетику, в частности, изменения в метилировании гистонов и ДНК, процессы, которые регулируют экспрессию генов. Они обнаружили, что около 80 процентов педиатрических эпендимом заднего мозга имеют существенно сниженные уровни H3K27me3, критической модификации белка гистона H3. Эти образцы опухолей постоянно связаны с худшими исходами у детей, что указывает на критический маркер для прогнозирования прогноза.Более того, исследователи обнаружили, что простые методы иммуногистохимического окрашивания образцов биопсии опухоли могут показать, имеет ли опухоль высокий или низкий уровень H3K27me3, который может предсказать прогноз.
«Мы могли бы сделать это очень просто, с очень быстрым и экономичным процессом, который легко встроить в уход за пациентами», — говорит Веннети. Исследование опубликовано в Science Translational Medicine.Традиционные прогностические маркеры, основанные на степени злокачественности опухоли, оказались ненадежными для эпендимом.
Понимание прогноза пациента может помочь врачам дать рекомендации по лечению, которое может быть особенно проблематичным при этом заболевании у детей.У детей эпендимомы обычно возникают в возрасте до 5 лет. Хирургическое вмешательство является предпочтительным лечением, но может быть затруднено в крошечном мозге, где развиваются многие важные функции. Часто хирурги не удаляют всю опухоль, что приводит к рецидиву.
Химиотерапия и лучевая терапия могут вызвать у детей разрушительные побочные эффекты, и неясно, насколько полезны методы лечения этого заболевания.Исследователи также изучают потенциальную новую терапию, которая могла бы нацелить H3K27me3 и обратить вспять пониженные уровни. Эта работа все еще находится на начальной стадии; необходимы дополнительные исследования.Уязвимости в развитии мозга
Эпендимомы также встречаются у взрослых, но в исследовании ни один из образцов взрослых опухолей не показал снижения H3K27me3.С другой стороны, команда Веннети обнаружила очень похожие эпигенетические изменения, включая низкий уровень H3K27me3 и аналогичное метилирование ДНК, в другом типе детской опухоли головного мозга, диффузных внутренних глиомах моста или DIPG. Они также встречаются в задней черепной ямке у детей младшего возраста. Внук бывшего футбольного тренера UM Ллойда Карра, Чад Карр, умер от DIPG в 2015 году.
«В этих двух опухолях задействованы разные механизмы, но они происходят в одном месте», — говорит Веннети. «Это говорит о том, что низкое метилирование H3K27me3 важно для опухолей в этой области мозга. Эти опухоли возникают из сходных эпигенетических состояний».Большинство опухолей головного мозга у детей развиваются в задней черепной ямке, что сильно отличается от того, где возникают опухоли головного мозга у взрослых.
Веннети предполагает, что в развитии этого региона может быть что-то, что делает детей восприимчивыми к этим видам рака. Предварительные исследования затрагивают нейрональные стволовые клетки. Исследования задней черепной ямки развивающегося человеческого мозга показали низкий уровень H3K27me3. Нейрональные стволовые клетки отличаются своей способностью дифференцироваться в другие типы клеток.
В опухолях мозга этого процесса не происходит.«Мы до сих пор не знаем механизма, как это происходит.
Опухоли головного мозга — самый распространенный тип солидного рака у детей, но они все еще плохо изучены», — говорит Веннети. «Мы надеемся, что изучение эпигенетики даст нам больше информации о том, как развивается мозг. И, в свою очередь, понимание того, как развивается мозг, может помочь найти ответы на эти смертельные виды рака».