新的方法出现了更好的分类和治疗脑瘤

新的方法出现了更好的分类和治疗脑瘤
金雄博士,她和医学博士/博士学生保罗镇。信用:金牛夫,奥古斯塔大学摄影师

对RNA的研究告诉我们,我们的基因在告诉我们的细胞做什么,科学家说,直接观察脑肿瘤细胞的RNA似乎可以提供客观、有效的证据,以更好地分类肿瘤和最有效的治疗。

胶质瘤是成人中最常见的脑肿瘤类型,它们有多种可能的结果和三种亚型,从通常更容易治疗的星形细胞瘤和少突胶质细胞瘤到典型的更致命的胶质母细胞瘤。

乔治亚医学院的科学家们在该杂志上发表了报告科学报告医学博士Paul M.H. Tran说,他们的方法产生了所谓的肿瘤转录组图谱,在识别这些肿瘤中最严重的一些方面特别熟练。学生。

目前通过组织学分类的胶质瘤,主要是形状或形态,病理学家何时看看在显微镜下,以及已知致癌基因的鉴定礼物。

“我们正在加第三种方法,”格鲁吉亚生物技术和基因组医学中心的MCG中心主任Jin-Xiong Shiens博士说,基因组医学和研究的相应作者。TRAN,谁在做他的博士学位。在她的实验室工作,是第一作者。

虽然大多数患者进行了目前的分类方法,但两组之间有时会产生不一致的发现,如传统病理学发现癌症是突变研究没有反之亦然的胶质母细胞瘤,即使两个病理学家看同样的大脑科学家说,显微镜下的肿瘤细胞。

更直接地看看癌症细胞的目标,他们选择相对未开发的看起来更具体地说,是指示细胞去向的下游一步RNA。DNA的表达等于RNA,因为DNA产生RNA, RNA产生蛋白质,蛋白质决定细胞的功能。癌症蔓延的一种方式是通过改变基因表达,使一些基因表达上升,另一些基因表达下降或下降。

他们怀疑新方法将为肿瘤提供额外的洞察力,继续评估现有分类方法的疗效,并可能识别新的治疗目标。

Tran说:“当这些神经胶质细胞被从体内取出时,RNA将是它们当前高含量和低含量的快照。”“他们实际上是在看有多少相关的RNA拷贝正在制作。通常,基因表达决定了从头发颜色到你的重量的一切,“她说。”转录组简档计算了你在细胞中的每个基因的拷贝数。“

工作是支持神经元的胶质细胞具有紧密调节的基因表达,使他们能够做到这一点。患有癌症,恰及发生的第一件事之一是细胞正在发生变化的每个基因的RNA拷贝,并且重要的细胞功能随它而变化。“你改变基因表达以变得不同,”她说。

转录组分析开始类似于外科医生肿瘤样品的其他方法,但是它通过自动化过程来提取RNA,该RNA被放入可以读取不同基因的基因表达水平的仪器。然后生成的大量数据被馈送到机器学习算法Tran开发中,其计算最可能的胶质瘤亚型和与其相关的预后。

它们从癌症基因组(TCGA)程序和分子脑肿瘤数据(Rembrandt)的储存,两个数据集,已经完成了看RNA的工作,并提供相关的临床信息,包括超过1,400名患者的结果胶质瘤。TRAN,她及其同事们使用算法发现基因表达的模式,并使用这些模式来分类所有没有其他输入的胶质瘤患者。然后,它们比较了用标准分类方法出现的三种主要胶质瘤亚型。

他们的转录组分类与在显微镜下观察细胞的传统方法的一致性为90%,与观察细胞的一致性为93%,她说。他们发现两种标准测量方法之间有16%的差异。

“所有三种方法都不符合约10-15%的患者,”她说,但注意到这三个最准确的分析应该是他们的,因为它们的方法比其他人更好地预测生存。

尽管近距离百分比,但分类方法之间发现的差异可能对某些患者来说意义。

“我们发现我们的方法可能有一些优势,因为我们发现一些患者实际上具有更糟糕的预后,可以通过我们的方法来识别,而不是通过其他方法来识别出来,”Tran说。

例如,患有异柠檬酸脱氢酶(IDH)基因突变的患者通常患有星形细胞瘤或少突胶质细胞瘤,这类肿瘤通常对治疗更敏感,而且比胶质母细胞瘤的存活率更高。然而,他们也发现,即使是一些具有这种IDH突变的低级神经胶质瘤也会发展为所谓的继发性胶质母细胞瘤,而这可能是其他两种方法无法发现的。Tran指出,IDH突变在原发性胶质母细胞瘤中很罕见。

使用标准技术,这些技术在时间及时看看快照,这些星形胶质瘤在27例患者中归类为更严重的肿瘤。“这种进展现象是已知的,但我们的技术在识别这些情况时更好,”Tran说。

进一步的分析还发现,大约20%的预后患者在TERT基因的启动子区域中具有突变。TERT基因最为人知用于制备端粒酶,使能染色体保持健康长度的酶,众所周知的长度随着年龄而降低。众所周知,TERT功能被癌症劫持,以实现癌症标志的无尽细胞增殖。他们说,这种突变通常不存在于开始作为更具侵袭性胶质母细胞瘤的胶质瘤中,并且意识到TERT启动子的突变在胶质瘤进展中是重要的。

“如果我们患有抑制剂或其他靶向TERT基因的其他东西,那么”含义就是这样,那么您就可以防止其中一些病例进行了更糟糕的预后,“Tran说。

这些研究结果还指出优势不同的分类方法,在这种情况下建议分类通过突变可能不接这些最激进的脑部肿瘤,而他们的转录组的新方法,以及老方法在显微镜下观察肿瘤细胞的,更善于做出这个重要的区别。

“众所周知,您的较低级胶质瘤的一定比例可以进展成为胶质母细胞瘤,那些有时可以被原始技术被错误识别的胶质母细胞瘤。”Tran说。“使用我们的基因表达方法,即使其中一些有IDH突变,我们也发现它们。”

他们写道,所有这些变化都让世界卫生组织(World Health Organization)等组织寻求更好的方法来确定预后不良的IDH患者。其他变异包括一些具有正常IDH基因的胶质母细胞瘤,其预后较差,但有一组胶质母细胞瘤更像星形胶质细胞,往往预后较好。

现在,MCG团队更好地指示哪些患者会有更糟糕的预后,下一步的步骤包括找出为什么,也许可以做些什么。

除了预后的准确性外,评估肿瘤分类方法的第二种方式是它是否指出了你走向更好的治疗方案,她说,他们现在正在朝向。他指出,大多数药物和许多行动,如锻炼和我们吃的东西,改变RNA表达。

“现在,如果有人给我们提供世界各地患者的RNA表达数据,我们就能迅速告诉他们最可能是哪种神经胶质瘤亚型,”Tran说。他们说,能够检测RNA表达的设备越来越普及,这应该会使转录组分析技术得到更广泛的应用。

神经胶质瘤是神经胶质细胞的肿瘤,包括星形胶质细胞、少突胶质细胞和小胶质细胞,这些脑细胞的数量超过神经元,其正常工作是包围和支持神经元。

细胞中IDH基因突变的鉴定已经制定了标准科学家说,分类更系统地。可以通过染色活组织检查载玻片或通过测序来鉴定突变。

他们写道,在使用机器学习自动化、客观化癌症诊断和分型(包括胶质母细胞瘤)方面也取得了很大进展。胶质母细胞瘤的特征是基于转录组的分析,但不是所有的胶质瘤,如目前的研究。

与大多数基因一样,IDH基因通常在体内具有许多工作,包括处理葡萄糖和其他细胞类型的葡萄糖和其他代谢物。但是在变异时,它可能会破坏,产生活性氧等因素,破坏DNA,导致癌症和其他疾病。这些突变可能与年龄和/或环境暴露有关。IDH抑制剂正在临床试验中,用于治疗包括胶质瘤在内的多种癌症。

越来越高的洞察力也涌现为在癌症中发生的显着DNA甲基化,其改变基因表达,导致沉默肿瘤抑制基因的变化并产生额外的癌症遗传突变。


进一步探索

五分之一的脑癌是由过度活跃的线粒体引起的

更多信息:Paul M. H. Tran等人。转录组学、组织学和IDH突变对胶质瘤分类的比较分析科学报告(2020)。DOI: 10.1038 / s41598 - 020 - 77777 - 6
信息信息: 科学报告

引文:新的方法出现在更好的分类,治疗脑肿瘤(2021年1月19日)从HTTPS://medicalXpress.com/news/2021-01-aproach-emerges-brain-tumors.html
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