Kræftceller udvikler sig efter et ofte fastlagt regelsæt, som forskere nu har identificeret.
En kræfttumor er ikke bare en kræfttumor.
Over tid udvikler en kræfttumor sig og akkumulerer flere og flere mutationer, der gør den i stand til at sprede sig mere og mere.
Det kan måske virke fuldstændigt vilkårligt, hvordan en kræfttumor går fra at være få mutationer i nogle enkelte celler til at have spredt sig i hele kroppen og være uhyre kompleks i sin sammensætning.
Det er det dog ikke, viser ny forskning, der er publiceret i Nature.
Forskningen viser, hvordan den genetiske arvemasse i en tumor kan blive ombygget i en bestemt rækkefølge i løbet af en persons kræftsygdom.
”Vi ved, at patienter med kræft med mere diverse mutationer i tumorerne har dårligere udfald af deres kræftsygdom, og vi ville finde ud af, om erhvervelse af disse mutationer er helt vilkårlige, eller om de sker efter et mønster, som man kan identificere og måske benytte til bedre at forstå og behandle kræft,” fortæller en forsker bag det nye studie, postdoc Emilia Lim fra Francis Crick Institute i London, England.
Tumorgenomer udvikler sig sammen med tumoren
I forskningsarbejdet har forskerne fra Francis Crick Institute og Max Delbrück Center for Molecular Medicine i Tyskland udviklet en teknik til at analysere den genetiske sammensætning fra flere prøver i samme kræfttumor.
Forskerne brugte teknikken til at identificere ændringer i arvemassen i 1.421 tumorer fra 394 patienter og på tværs af 22 kræfttyper. Forskerne undersøgte flere regioner i hver tumor for at fastslå hvor meget de hver især muterede.
Forskerne kategoriserede mutationerne i tumorerne efter, om skete tidligt, i midten eller sent i tumorernes udvikling.
Forskningsarbejdet førte til flere forskellige interessante resultater.
For det første så forskerne, at arvemassen hele tiden ændres gennem en tumors udvikling.
”Man kunne måske antage, at nogle tumorgenomer forbliver det samme, mens tumorerne udvikler sig, men det fandt vi ikke. I stedet erhverver et tumorgenom løbende mutationer, mens det modner, som løbende gør det bedre til at blive ved,” forklarer Emilia Lim.
En anden forsker bag studiet uddyber:
”Tilstedeværelsen af almindelige forandringer i arvemassen over tid understøtter den antagelse, at der eksisterer et antal genetiske veje, som en tumor må igennem i sin udvikling. Hvis vi kan identificere disse veje, bringer det os tættere på at kunne skrive kræftens evolutionære regelbog,” siger professor Charles Swanton fra Francis Crick Institute.
Kræft går igennem de samme udviklingstrin hver gang
Da forskerne kiggede på, hvor i tumorerne de genetiske ændringer fandt sted, så de, at der i de tidlige stadier af tumorudviklingen var genetiske ændringer over alt i tumorerne. I midten af udviklingen forekom der kun mutationer i halvdelen af regionerne, mens mutationer i de sene stadier var isoleret til nogle få regioner.
Forskerne fandt ydermere, at de genetiske ændringer så ud til at følge nogle retningslinjer, som fik de samme ændringer til at ske på samme tid i forskellige dele af en tumor.
Denne parallelle udvikling så forskerne i hele 37 pcrocent af prøverne fra 146 patienter.
”I en tumor sker der mange genetiske ændringer. Det faktum, at vi så ens genetiske ændringer rodfæste sig uafhængigt af hinanden i samme tumor, men i forskellige regioner, indikerer, at disse ændringer er vigtige for tumoren og måske leder til, at subkloner med mutationerne udkonkurrerer subkloner uden mutationerne,” siger en tredje af forskerne bag studiet, ph.d.-studerende Thomas Watkins fra Francis Crick Institute.
Forskerne fandt også, at de samme mutationer opstod i forskellige kræfttyper. Dette peger på, at nogle specifikke mutationer er gavnlige på tværs af kræfttyper, eksempelvis fordi de hjælper kræftcellerne til at bekæmpe immunsystemet eller gør dem i stand til at vokse selv uden ilt.
Fordobling af arvemassen ansporer flere mutationer
Yderligere undersøgelser af data viste, at kræfttumorer ser ud til at udnytte specifikke mutationer til at opnå givne egenskaber tidligt eller sent i udviklingen.
Eksempelvis så forskerne, at tumorer ofte fordobler mængden af arvemasse i kræftcellerne ved hel-genom-fordobling.
Ved at fordoble antallet af gener giver kræfttumorerne sig selv dobbelt så meget genetisk materiale at eksperimentere med, når de skal udvikle forsvar mod kroppens immunsystem samt finde på måder at invadere nye væv.
Efter kromosomfordobling følger ofte en bølge af senstadie-mutationer, viser forskningen.
”Denne form for forøgelse af den samlede arvemasse katalyserer nye mutationer,” siger Emilia Lim.
Kan føre til bedre behandlingsstrategier
Ifølge Emilia Lim gør forskningen forskerne klogere på, hvordan en tumor udvikler sig, og hvilke trin den skal igennem for at sprede sig mest muligt og blive så svær som muligt at slå ned.
Denne viden kan fremadrettet måske bruges til at finde ud af, hvor man i forskellige stadier af kræftudvikling kan sætte mest effektivt ind med behandling.
Nogle stadier af kræft skal måske behandles anderledes end andre, fordi kræfttumorerne netop har gennemgået nogle udviklingstrin, der åbner eller lukker ned for forskellige typer af behandling.
”Vi vil gerne kunne lave en regelbog for tumorudvikling, der gør os i stand til at identificere, hvor i sin udvikling en tumor befinder sig, hvad den formentlig vil gøre næste gang, og hvordan vi kan modvirke, at det sker. På baggrund af de tidlige begivenheder i en tumors udvikling kan vi måske afgøre, hvor den er på vej hen. Den information kan være meget vigtig for eksempelvis de læger, som skal finde ud af, hvordan de bedst muligt kan behandle den enkelte patient,” siger Emilia Lim.
”Pervasive chromosomal instability and karyotype order in tumour evolution” er udgivet i Nature. Emilia L. Lim har modtaget støtte til sin forskning fra Novo Nordisk Fonden.
