Memetakan tumor dan perubahan genetik di dalamnya dapat membantu mengembangkan pengobatan kanker baru
Sipa/Alamy Tekan
Kami sekarang memiliki beberapa peta paling detail yang pernah dibuat kankerbersama dengan alat dan metode baru untuk menganalisisnya. Temuan ini berasal dari inisiatif pemetaan kanker yang disebut Jaringan Atlas Tumor Manusiadan memberikan petunjuk tentang bagaimana kanker terbentuk, berevolusi, dan menjadi resisten terhadap pengobatan.
Kanker berkembang ketika mutasi genetik merangsang pertumbuhan dan proliferasi sel yang tidak terkendali. Banyak hal yang kita ketahui tentang penyakit ini berasal dari analisis genetik tumor. Sampai saat ini, kami hanya dapat melakukan hal ini dengan menggabungkan dan menganalisis semua data genetik dari sampel tumor sekaligus, sehingga tidak mungkin untuk mengidentifikasi jenis sel individual.
Namun tumor tidak bersifat monolitik. “Mereka itu kompleks, seperti ekosistem yang tidak hanya terdiri dari sel tumor, tapi juga sel kekebalan, sel endotel, dan sel pendukung lainnya,” katanya. Daniel Abravanel di Dana-Farber Cancer Institute di Boston.
Berkat munculnya alat yang lebih canggih, tim peneliti telah mampu mengidentifikasi sel individu atau menentukan fungsinya dalam tumor dari hampir 2.000 orang dengan 20 jenis kanker berbeda.
Sebagai bagian dari pekerjaan, Li Ding di Universitas Washington di St. Louis, Missouri, dan rekannya memetakan 131 wilayah tumor dari 78 penderita kanker yang muncul di payudara, usus besar, pankreas, ginjal, rahim, dan saluran empedu yang menghubungkan hati dan kandung empedu ke usus kecil. Mereka menggunakan teknik yang disebut sekuensing sel tunggal untuk mengukur gen mana yang diaktifkan atau dinonaktifkan di setiap sel sampel tumor.
Para peneliti juga mengamati sampel jaringan di bawah mikroskop yang kuat untuk menentukan lokasi dan struktur sel. Selanjutnya, mereka membuat model tumor 3D, menunjukkan bagaimana sel-sel di dalamnya diatur dan berinteraksi. Mereka menemukan bahwa di dalam tumor, sel-sel kanker membentuk kelompok berbeda yang dikenal sebagai mikroregion. Para peneliti kemudian mengelompokkan area-area ini berdasarkan perubahan genetik serupa, seperti aktivitas sel kekebalan yang tinggi atau rendah. Evolusi aktivitas genetik sel di wilayah mikro tampaknya menjadi faktor penting dalam resistensi kanker terhadap pengobatan.
Penelitian tambahan dari Human Tumor Atlas Network menunjukkan hal itu Terkadang beberapa sel dapat berkoordinasi. membentuk kanker usus besar. “Selama beberapa dekade, konsensus dalam bidang ini adalah bahwa tumor berasal dari satu sel,” katanya. David Winton di Universitas Cambridge.
Winton dan rekan-rekannya menggunakan tikus yang dimodifikasi secara genetik sehingga sel-selnya berubah warna ketika menjadi kanker. Hal ini memungkinkan untuk mengidentifikasi dan melacak tumor yang terbentuk di usus hewan. Para peneliti menemukan bahwa sekitar 40 persen tumor usus besar berasal dari banyak sel, yang bekerja sama untuk mengalahkan sel-sel di sekitarnya.
Sekelompok peneliti terpisah yang dipimpin oleh Ken Lau di Universitas Vanderbilt di Tennessee juga biomarker yang teridentifikasi untuk memantau evolusi tumor. Mutasi yang terjadi secara alami menciptakan perubahan genetik permanen pada jaringan, yang memungkinkan para peneliti merekonstruksi rangkaian kejadian, menciptakan garis waktu molekuler dari setiap pertumbuhan tumor.
Dengan menggunakan pendekatan ini, mereka menganalisis prekursor awal kanker usus besar pada tikus dan manusia dan menemukan bahwa hingga 30 persennya berasal dari multiseluler. Prediktor terbaik yang kita miliki saat ini untuk menentukan apakah lesi prakanker di usus besar akan menjadi kanker adalah ukurannya, kata Lau. Memahami bagaimana kanker usus besar terbentuk dapat meningkatkan kemampuan kita mendeteksi lesi prakanker dan mendeteksi kanker lebih dini, katanya.
Proyek pemetaan kanker mengungkap beberapa kejutan. Abravanel dan rekannya mengumpulkan 67 biopsi tumor dari 60 orang penderita kanker payudara metastatikArtinya sudah menyebar ke organ lain, seperti hati, otak, dan paru-paru. Mereka menemukan bahwa sampel yang dikumpulkan dari partisipan yang sama pada waktu berbeda secara genetik sangat mirip. “Anda pasti berharap melihat mutasi berbeda berevolusi seiring berjalannya waktu,” kata Abravanel.
Sebagai bagian dari proyek, para peneliti dipimpin oleh Ben Raphael di Universitas Princeton menciptakan sebuah algoritma yang mengukur proporsi sel kanker dan non-kanker dalam suatu tumor dan menyelidiki bagaimana sel-sel ini berinteraksi, yang juga dapat membantu membedakan bagaimana tumor tumbuh.
Secara keseluruhan, penemuan-penemuan ini membawa kita selangkah lebih dekat untuk memahami bagaimana kanker terbentuk dan berevolusi, yang pada gilirannya dapat meningkatkan pengobatan. Abravanel mengatakan hal ini juga dapat membantu dalam praktik klinisnya: “Kami mencoba yang terbaik untuk menyesuaikan pengobatan yang tepat untuk pasien yang tepat, namun sebagian besar kami tidak mampu, untuk kasus individual, untuk menentukan terapi apa yang terbaik.” Kemudian”.
Topik:
