Исследователи рака давно знают, что опухоли и их исходная ткань различаются по паттернам метилирования. Однако даже в здоровом организме разные типы клеток в одном и том же органе также демонстрируют существенные различия в метилировании. Ученые недавно показали, что это справедливо и для разных стадий созревания одного типа клеток. «В B-клетках эти связанные с созреванием различия затрагивают 30 процентов всего генома», — говорит исследователь эпигенетики Кристоф Пласс из Немецкого центра онкологических исследований (Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ) в Гейдельберге.
Программа созревания В-клеток, которые являются частью иммунной системы, исключительно хорошо изучена и понятна.
Пласс и его коллеги из Гейдельберга, Эссена, Ульма и США планировали изучить паттерны метильных групп, чтобы выяснить, какая стадия развития В-клеток указывает на происхождение В-клеточного хронического лимфоцитарного лейкоза (ХЛЛ).
Исследователи взяли образцы крови у 268 пациентов с ХЛЛ, разделили клетки крови в сортировщиках клеток, используя специфические маркеры созревания В-клеток, а затем проанализировали паттерны метилирования на каждой отдельной стадии созревания.
Неожиданным результатом стало то, что ХЛЛ может развиваться практически на всех стадиях созревания. Массовые вариации метилирования, которые до сих пор считались типичными для рака, скорее отражают характерные закономерности стадий развития в момент раковой трансформации. Клетка, так сказать, замораживает этот метильный паттерн, и за этим следуют лишь несколько изменений, действительно типичных для рака.
Исследовательская группа обнаружила, что лейкозы, возникшие на более прогрессивных стадиях созревания, значительно лучше реагируют на терапию.
Ученые объясняют расхождения с предыдущими исследованиями тем, что последние сравнивали лейкозные клетки со всем пулом стадий созревания В-клеток. «Все обнаруженные различия были связаны с раком», — говорит Пласс, добавляя, что некоторые предыдущие работы по эпигеному рака необходимо будет переинтерпретировать в свете текущих результатов.
Онкологи давно обсуждают возможности использования эпигенетических различий между здоровыми и раковыми клетками в качестве потенциальных мишеней для новых методов лечения.
Например, до сих пор они предполагали, что вызванное раком аномально высокое метилирование снижает активность генов с противораковыми свойствами. Следовательно, считается, что препараты, предотвращающие прикрепление метильных групп к ДНК, способны сдерживать рост рака.
Теперь, если предположительно типичные для рака метильные паттерны отражают, по большей части, только вариации, которые являются частью нормального процесса развития клеток, то эти концепции, возможно, придется пересмотреть.
Используя передовые биоинформатические методы, исследователи под руководством Пласса смогли вычислить небольшой процент действительно специфичных для рака метильных паттернов из множества вариаций, связанных с созреванием.
Теперь исследователи должны тщательно оценить биологическую значимость этих действительно связанных с раком различий.
«До недавнего времени было технически невозможно изучить различные стадии созревания с такой детальностью, как мы», — говорит Пласс, объясняя удивительные результаты своего текущего анализа."Потребовались передовая технология секвенирования и мощные биоинформатические методы, которые у нас есть сейчас, чтобы сделать такое подробное сравнение возможным.
На следующем этапе Пласс хочет исследовать при других типах рака, возникают ли метильные паттерны, которые считаются типичными для рака, также в результате нормальной программы клеточного созревания. В частности, он планирует изучить другие типы рака крови, а также рак простаты — органа, в котором специализированные клетки созревают в непрерывном процессе.