Η ανάπτυξη του καρκίνου συνδέεται με τη σταδιακή συσσώρευση ελαττωματικού DNA με την πάροδο του χρόνου. Έτσι, ο καρκίνος θεωρείται μια ασθένεια που σχετίζεται με την ηλικία. Αλλά γιατί τα παιδιά αναπτύσσουν καρκίνο;
Μια διεθνής ομάδα ερευνητών, (Charité – Universitätsmedizin του Βερολίνου και το Κέντρο Καρκίνου Memorial Sloan Kettering στη Νέα Υόρκη), αποκαλύπτουν τώρα ότι μυστηριώδη «δαχτυλίδια DNA» γνωστά ως «εξωχρωμοσωμικό κυκλικό DNA» μπορούν να συμβάλλουν στην ανάπτυξη καρκίνου στα παιδιά. Δημιουργώντας τον πρώτο αναλυτικό χάρτη του κυκλικού DNA, οι επιστήμονες ίσως έχουν ρίξει νέες απαντήσεις σε μακροχρόνιες ερωτήσεις στον τομέα της γενετικής του καρκίνου. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό “Nature Genetics”.
Κάθε χρόνο, σχεδόν μισό εκατομμύριο άνθρωποι στη Γερμανία αναπτύσσουν καρκίνο. Περίπου 2.100 ασθενείς με καρκίνο είναι παιδιά κάτω των 18 ετών. Το γεγονός ότι η πλειοψηφία των καρκίνων αναπτύσσεται σε ηλικιωμένους ενήλικες οφείλεται στους μηχανισμούς που συμβάλλουν στην ανάπτυξη του καρκίνου. Μια σειρά εξωγενών παραγόντων, συμπεριλαμβανομένου του καπνού και της ακτινοβολίας, μπορεί να προκαλέσει βλάβη στο κυτταρικό DNA.
Αν αυτός ο τύπος βλάβης του DNA αφεθεί να συσσωρευτεί για πολλά χρόνια, τα επηρεαζόμενα κύτταρα μπορεί να χάσουν τον έλεγχο της κυτταρικής διαίρεσης και ανάπτυξης. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη του καρκίνου.
Τα παιδιά, ωστόσο, δεν είναι αρκετά ηλικιωμένα για να επηρεαστούν από αυτόν τον μηχανισμό ανάπτυξης καρκίνου. Ποιος λοιπόν, είναι ο λόγος για καρκίνο παιδικής ηλικίας; Μια ομάδα ερευνητών, με επικεφαλής τον Δρ. Anton Henssen του Παιδιατρικού Τμήματος της Charité, του Τμήματος Ογκολογίας και Αιματολογίας και του Κέντρου Πειραματικών και Κλινικών Ερευνών (ECRC, ) ένα ίδρυμα που λειτουργεί από κοινού από το Charité και το Κέντρο Max Molecular Medicine (MDC) του Max Delbrück, είναι ένα μεγάλο βήμα πιο κοντά στην εξεύρεση απάντησης. Δουλεύοντας μαζί με μια ομάδα επιστημόνων υπό την καθοδήγηση του Dr. Richard Koche από το Κέντρο Καρκίνου Memorial Sloan Kettering και άλλους διεθνείς συνεργάτες, οι ομάδες ερευνητών μπόρεσαν να αποδείξουν ότι οι δακτύλιοι του DNA μπορούν να προκαλέσουν διαταραχή των γενετικών πληροφοριών των κυττάρων μας, γεγονός που μπορεί να συμβάλει στην ανάπτυξη καρκίνου.
Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και δεκαετίες αυτά τα δακτυλιοειδή τμήματα DNA. Βρέθηκαν μέσα στα κύτταρά μας, ενώ δεν αποτελούν μέρος της κανονικής γενετικής πληροφορίας μας, η οποία αποθηκεύεται με τη μορφή χρωμοσωμάτων. Για το λόγο αυτό αναφέρονται ως «εξωχρωμοσωμικό κυκλικό DNA». Αλλά ακόμη και σήμερα, οι επιστήμονες γνωρίζουν σχετικά λίγα για τη λειτουργία του, κυρίως επειδή δεν διαθέτουν τεχνολογίες για μια λεπτομερέστερη ανάλυση του κυκλικού DNA. Στη μελέτη που δημοσιεύθηκε τώρα, οι ερευνητές συνδύαζαν σύγχρονες τεχνικές αλληλουχίας με πρωτοπόρους αλγόριθμους βιοπληροφορικής για να εκτελέσουν την πρώτη λεπτομερή χαρτογράφηση του κυκλικού DNA στο νευροβλάστωμα, έναν φονικό όγκο παιδικής ηλικίας. Με βάση τα ευρήματά τους, οι ερευνητές κατάφεραν να αντλήσουν σημαντικά συμπεράσματα σχετικά με την ανάπτυξη αυτού του τύπου καρκίνου.
Σε συνεργασία με συναδέλφους του Κέντρου Supercomputing της Βαρκελώνης, οι ερευνητές ανέλυσαν δείγματα ιστού νευροβλαστώματος από συνολικά 93 παιδιά. Η ανάλυσή τους αποκάλυψε ότι ο επιπολασμός και η ποικιλομορφία του κυκλικού DNA είναι πολύ μεγαλύτερος από ό,τι είχε προβλεφθεί προηγουμένως. Σύμφωνα με τα ευρήματα των ερευνητών, κάθε δείγμα ιστού περιείχε κατά μέσο όρο 5.000 κυκλικά αντίγραφα DNA. Ο προσδιορισμός αλληλουχίας του DNA αποκάλυψε επίσης τη διαδικασία με την οποία ξεχωριστά τμήματα DΝΑ διαχωρίζονται από ένα χρωμόσωμα για να σχηματίσουν κυκλικό DNA προτού επανενταχθούν στο χρωμόσωμα σε διαφορετική θέση.
«Αυτό μπορεί δυνητικά να προκαλέσει καρκίνο, αν έχει ως αποτέλεσμα την διακοπή της αρχικής αλληλουχίας των γενετικών πληροφοριών», εξηγεί ο επικεφαλής τους “Emmy Noether Independent Junior Research Group”, Δρ Henssen, ο οποίος είναι επίσης ερευνητής στη Γερμανική Κοινοπραξία Καρκίνου (DKTK) στο Βερολίνο και στο Ινστιτούτο Υγείας του Βερολίνου (BIH). Ο Dr. Henssen, υπογραμμίζοντας τη σημασία των ευρημάτων των ερευνητών, δήλωσε: «Οι λεπτομερείς διεργασίες δεν είχαν διευκρινιστεί προηγουμένως με αυτό τον τρόπο και παρέχουν πληροφορίες για το πώς ακόμη και τα νεαρά κύτταρα, όπως αυτά που βρίσκονται στα παιδιά, μπορούν να μετατραπούν σε καρκινικά κύτταρα».
«Ήμασταν επίσης σε θέση να αποδείξουμε ότι ορισμένοι τύποι κυκλικού DNA μπορεί να επιταχύνουν την ανάπτυξη του νευροβλαστώματος», εξηγεί ο Δρ Koche και προσθέτει: «Η δοκιμή για την παρουσία τους μπορεί επομένως να διευκολύνει την πρόβλεψη της πορείας της νόσου. Επιπρόσθετα, η μελέτη αυτής της διαδικασίας στα σχετικά ήσυχα γονιδιώματα αυτών των παιδιατρικών όγκων μπορεί να βοηθήσει να φωτιστούν παρόμοιοι μηχανισμοί οι οποίες δεν είχαν προηγουμένως ληφθεί υπόψη σε πιο πολύπλοκες μορφές καρκίνου ενηλίκων. Δεδομένου του πρόσφατου ενδιαφέροντος για το κυκλικό DNA σε μια ποικιλία νοσημάτων, η παρούσα μελέτη μπορεί να έχει επιπτώσεις για ένα ευρύ φάσμα τύπων όγκων και συναφή κλινικά αποτελέσματα.»
Οι ερευνητικές ομάδες σχεδιάζουν να διεξαγάγουν μια μελέτη παρακολούθησης για να επαληθεύσουν την διαγνωστική εγκυρότητα του κυκλικού DNA. «Θέλουμε να πραγματοποιήσουμε λεπτομερέστερη έρευνα στην προέλευση του κυκλικού DNA έτσι ώστε να κατανοήσουμε καλύτερα γιατί τα παιδιά αναπτύσσουν καρκίνο», είπε ο Dr. Henssen.
Πηγές : Koche RP et al. (2019) Extrachromosomal circular DNA drives oncogenic genome remodelling. Nat Genet. DOI: 10.1038/s41588-019-0547-z
https://www.technologynetworks.com/cancer-research/news/mapping-circular-dna-in-childhood-cancer-328523
https://m.medicalxpress.com/news/2019-12-circular-dna-childhood-cancer.html
