A precíziós orvoslás gyakorlatának – egy olyan orvosi mozgalomnak, amely az egyes betegek számára specifikus kezelések kifejlesztésére törekszik – a tudósok szoftvert hoztak létre a rákban előforduló változatok hatásainak számszerűsítésére és megkülönböztetésére.
Lucy Zha
Közreműködő riporter
Yale napi hírek
A közelmúltban a Yale School of Public Health kutatói olyan szoftvert fejlesztettek ki, amely jelentősen javítja a klinikusok és kutatók azon képességét, hogy kezeljék a rákmutációkat az egyénre szabott betegkezelés érdekében.
Az új program számszerűsíti az egynukleotidos variánsok hatását a rák proliferációjára és túlélésükre emberekben. A szoftvert Jeffrey Townsend, a Yale Közegészségügyi Iskola biostatisztika, ökológia és evolúcióbiológia professzora, Jeffrey Mandell, első szerző és Townsend laboratóriumának doktorandusza, valamint Vincent Cannatro, az Emmanuel College biológia adjunktusa fejlesztette ki.
A szomatikus variánsok adatainak rendszerezésével – egy olyan mutációval, amely bármely sejtben előfordulhat, kivéve a csírasejteket –, megkönnyítve a mutáció aláírásának elemzését és a helyspecifikus mutációs ráták kiszámítását, a kutatók megerősítették, hogy bizonyos variánsok nagyobb hatást gyakorolnak a rák kialakulására, mint a legtöbb más. változatai. Ez a szoftver jobban megjósolja a variáns rákra gyakorolt hatását, mint más technikák, amelyek közvetetten a fehérjeszerkezetek vagy aminosavszekvenciák alapján jósolnak.
“A rákkezelésben manapság az egyik nagy mozgalom a specifikus kezelések kidolgozása: a precíziós orvoslás” – mondta Townsend. „Ez a szoftver megvizsgálja az egyes daganatokra jellemző mutációkat, és számszerűsíti az egyes mutációkat minden egyes rákos megbetegedés esetén. Ez előnyben részesíti a precíziós kezelést.
A fő kérdés, amely Mandellt erre a kutatási útra késztette, az volt, hogy megpróbálta megérteni, hogy a több ezer felhalmozódott variáns közül mely mutációk a legfontosabbak a rák kialakulásában, valamint annak meghatározása, hogy melyek a megfelelő célzott kezelések.
Mandell szerint a ma elérhető fejlett technológia révén a páciens daganata “könnyen szekvenálható”. Megjegyezte azonban, hogy nem minden mutáció nyújt azonos szintű betekintést a szükséges orvosi kezelés meghatározásához.
“A kérdés tehát az, hogy milyen eszközöket használhatunk a legfontosabb genetikai mutációk rangsorolására?” – mondta Mandell.
Ennek a szoftvernek a következményei sokrétűek. Először is, hozzájárulhat “alapvető tudományos kutatásokhoz, akadémiai transzlációs kutatásokhoz és gyógyszerészeti kísérletekhez” – mondta Townsend. Megjegyezte, hogy a szoftver segít az egészségügyi szakembereknek “jobb célokat kitűzni a rákmutációk elemzése és a célgyógyszerek létrehozása során”. Ezenkívül azt mondta, hogy ez segíthet a tudósoknak eldönteni, hogy mely genetikai célpontokra használják fel az erőforrásokat a klinikai vizsgálatok során, amelyek “kimerítőek” lehetnek.
Ezt a projektet 2016 óta fejlesztik, amikor az ötletet először javasolták Cannatro szerint, aki akkoriban a Townsend labor posztdoktora volt. A szoftver első verziója 2018-ban jelent meg a A National Cancer Institute folyóirata. Később a szerzők változtatásokat hajtottak végre a felhasználók hozzáférhetőségének, az adatok annotációjának javítása és a rákvariánsok kiválasztásának modelljeinek kiterjesztése érdekében. A jelenlegi cikk a szoftver végső verzióját írja le, amely 2022-ben jelent meg a Molecular Biology and Evolution folyóiratban.
“A szakirodalomban vannak példák a gyakori változatokra annak mérésére, hogy mennyire fontosak a változatok” – mondta Cannatro. “A változatok előfordulási sebessége azonban másképp történik.”
Townsend szerint a kutatás jövőbeli irányaihoz javítani lehetne a variánsok rákos betegekre gyakorolt átlagos hatásainak és az egyes betegekre gyakorolt pontos hatásainak számszerűsítésében. Ezek a hatások a páciens daganatában meglévő mutációktól függhetnek.
Ráadásul a jelenlegi szoftverek csak a szomatikus egynukleotidos mutációkat képesek mérni, amelyek a rák korai stádiumában előforduló mutációk túlnyomó részét teszik ki. Előfordulhat azonban, hogy a szoftver programozható úgy, hogy tartalmazza a másolatszám-mutációkat és másokat, amelyek a rák kialakulásának későbbi szakaszaiban fordulnak elő.
A Molecular Biology and Evolution első kiadása 1983-ban jelent meg.