DNA-Wissenschaftler kartieren die Entstehung von Krebs

Wissenschaftler haben einen umfassenden Katalog von DNA-Signaturen von Mutationen, die die häufigsten Krebsarten beim Menschen verursachen, erstellt und einige der biologischen Prozesse identifiziert.

Sie glauben, dass ihre Ergebnisse das Verständnis von Krebs erheblich verbessern und einen wesentlichen Beitrag zur Vorbeugung und Behandlung der Krankheit leisten werden.

Krebs kommt vor, wenn Mutationen in der DNA von Zellen das normale Wachstum und die normale Funktion stören, wodurch sie Tumore bilden. Und während viele Auslöser für genetische Mutation verstanden werden - Chemikalien im Tabakrauch können zum Beispiel Lungenkrebs verursachen und ultraviolette Strahlung kann zu Hautkrebs führen - wissen Wissenschaftler nicht viel über die Biologie, wie eine solche Exposition tatsächlich den genetischen Schaden verursacht.

Jetzt hat eine große internationale Gruppe von Forschern fast 5 Millionen Mutationen in über 7.000 Krebsarten untersucht und 20 DNA-zerstörende Prozesse verfolgt, die fast alle Mutationen in 30 der häufigsten Krebsarten erklären.

In vielen Fällen bestimmten sie auch den zugrunde liegenden biologischen Prozess.

Diese Arbeit stellt den ersten umfassenden Katalog genetischer Mutationsprozesse hinter der Tumorentwicklung dar.

Für jede Mutation zeigt der Katalog die genetische Marke oder Signatur, die er in die DNA einer Zelle einprägt.

Die erste Autorin Ludmil Alexandrov vom Wellcome Trust Sanger Institute im Vereinigten Königreich und ihre Kollegen berichten in einer Online - Ausgabe vom 14. August über ihre Ergebnisse Natur.

Die Forscher entdeckten einige interessante Merkmale der krebstreibenden Mutationen:

• Alle Krebserkrankungen, die sie untersuchten, wiesen zwei oder mehr DNA-Signaturen auf, was zeigt, dass sich Prozesse anschließen, um die Mutationen zu verursachen.
• Unterschiedliche Krebserkrankungen werden durch eine unterschiedliche Anzahl von Mutationsprozessen verursacht: Eierstockkrebs ist das Ergebnis von zwei, während Leberkrebs das Ergebnis von sechs ist.
• Einige der Signaturen sind in mehr als einer Art von Krebs vorhanden, während andere nur in einem vorkommen.
• Von den 30 häufigsten Krebsarten haben 25 Signaturen, die durch Alterungsprozesse verursacht werden.
• Eine Signatur, die aus Fehlern in DNA-Reparaturwerkzeugen resultiert, die durch Mutationen in BRCA1 verursacht werden, einem Gen, von dem bereits bekannt ist, dass es an Brustkrebs beteiligt ist, wurde nicht nur bei Brustkrebs, sondern auch bei Eierstockkrebs und Bauchspeicheldrüsenkrebs gefunden.

Das Team fand auch heraus, dass Enzyme, die APOBECs genannt werden, von denen bekannt ist, dass sie DNA mutieren, an über der Hälfte der Krebsarten beteiligt waren.

APOBEC-Enzyme sind normalerweise während viraler Infektionen aktiv, wo sie Viren angreifen, indem sie ihre DNA schädigen. Jetzt scheinen sie auch Kollateralschäden an der Wirtszellen-DNA zu verursachen.

Die Forscher hatten erst kürzlich entdeckt, dass Brustkrebs ein überraschendes Mutationsmuster aufweist, bei dem kleine Regionen des Genoms mit Mutationen überschwemmt werden, ein Prozess, der Kataegis genannt wird.

In dieser neuesten Studie fanden sie Kataegis-Merkmale bei den meisten Krebsarten und schlagen vor, dass ihr Auslöser APOBEC-Enzyme beinhalten könnte.

Alexandrow sagte der Presse:

"Wir haben die Mehrheit der Mutations-Signaturen identifiziert, die die genetische Entwicklung und Geschichte von Krebserkrankungen bei Patienten erklären.

Wir beginnen jetzt, die komplizierten biologischen Prozesse zu verstehen, die im Laufe der Zeit auftreten, und hinterlassen diese restlichen Mutations-Signaturen auf Krebsgenomen. "

In einer Anfang dieses Jahres veröffentlichten Studie fanden US-Forscher heraus, dass einige Krebs-Mutationen das Tumorwachstum stoppen.

Geschrieben von Catharine Paddock