Τμήμα Ιατρικής
Βιβλιοθήκη Επιστημών Υγείας

2021-11-22

2021

Διονέλλης Βασίλειος-Σταμάτιος

Βασίλειος Γοργούλης, Καθηγητής, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Αθανάσιος Κοτσίνας, Επίκουρος Καθηγητής, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Αθανάσιος Χαλαζωνίτης, Καθηγητής, Σχολή Επιστημών, Τμήμα Μοριακής Βιολογίας, Πανεπιστήμιο Γενεύης
Jiri Bartek, Καθηγητής, Τμήμα Ιατρικής Βιοχημείας και Βιοφυσικής, Ινστιτούτο Karolinska
Μαρία Γαζούλη, Καθηγήτρια, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Κωνσταντίνος Ευαγγέλου, Αναπληρωτής Καθηγητής, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Σοφία Χαβάκη, Επίκουρη Καθηγήτρια, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ

Βιοπληροφορική ανάλυση της γονιδιωματικής αστάθειας κατά την καρκινογένεση

Ελληνικά

Βιοπληροφορική ανάλυση της γονιδιωματικής αστάθειας κατά την καρκινογένεση

Ο ορθοκολικός καρκίνος (CRC) είναι μία από τις κύριες αιτίες θνησιμότητας από καρκίνο. Κατά κανόνα, οι καρκίνοι αυτού του τύπου ξεκινούν ως αδενώματα και εξελίσσονται με την πάροδο του χρόνου σε καρκινώματα. Μόλις την προηγούμενη δεκαετία, με την έλευση και την ανάπτυξη της τεχνολογίας αλληλούχησης υψηλής απόδοσης νέας γενιάς (High-throughput Next Generation Sequencing) τα γονιδιώματα χιλιάδων ασθενών με CRC έχουν αλληλουχηθεί, αποκαλύπτοντας μεγάλο αριθμό γενετικών μεταλλαγών. Επιπροσθέτως μελέτες σε καρκινικά μοντέλα ποντικού χρησιμοποιήθηκαν και χρησιμοποιούνται για τη κατανόηση του μηχανισμού ανάπτυξης του ορθοκολικού καρκίνου. Ωστόσο, οι μοριακοί μηχανισμοί που διέπουν τη συσσώρευση αυτών των μεταλλαγών εξακολουθούν να είναι υπό διερεύνηση. Στις περισσότερες μελέτες καρκινικής αλληλούχησης, το προς αλληλούχηση γενετικό υλικό προέρχεται από βιοψίες ολικού όγκου, τυπικά εκατομμυρίων κυττάρων. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να εντοπιστούν αποτελεσματικά μόνο οι μεταλλάξεις που εμφανίζονται στην πλειοψηφία των κυττάρων ενός όγκου. Οι μεταλλάξεις όμως που εμφανίζονται σε μεμονωμένα κύτταρα μπορούν να γίνουν αντιληπτές μόνο εάν παρείχαν επιλεκτικό πλεονέκτημα στο κύτταρο από το οποίο προήλθαν, με αποτέλεσμα να επικρατήσουν στον όγκο. Επομένως, η αλληλούχηση του γενώματος μεμονωμένων κυττάρων είναι απαραίτητη για την κατανόηση της ανάπτυξης και της εξέλιξης του καρκίνου.
Επί του παρόντος, η αλληλούχιση του γενώματος μεμονωμένων κυττάρων είναι τεχνικά ιδιαίτερα απαιτητική. Ξεπερνώντας αυτή τη πρόκληση, στη παρούσα διδακτορική διατριβή, η οποία πραγματοποιήθηκε σε δύο ξεχωριστά στάδια, απομονώθηκαν αρχικά μεμονωμένες κρύπες τόσο από μορφολογικά φυσιολογικό έντερο όσο και από εντερικά αδενώματα ποντικών Apcmin/+ επιρρεπή σε καρκίνο, και εν συνεχεία από όγκους του παχέος εντέρου που αναπτύχθηκαν σε ποντίκια με συνδυαστικώς στοχευόμενα αλληλόμορφα Apclox/lox, KrasLSL-G12D και Tp53lox/lox. Φυσιολογικά, αδενοματώδη και καρκινικά κύτταρα μονής κρύπτης απομονώθηκαν και αναπτύχθηκαν μέσω ενός συστήματος καλλιέργειας 3D-οργανοειδούς και τα εξώματα τους αλληλουχήθηκαν.
Κατά τη πρώτη φάση, η ανάλυση των δεδομένων αλληλούχησης αποκάλυψε ότι τα αδενωματικής προέλευσης κύτταρα των Apcmin/+ ποντικών είχαν κατά μέσο όρο σχεδόν 11 φορές μεγαλύτερο αριθμό σημειακών μεταλλάξεων (SNSs) σε κωδικές περιοχές του γονιδιώματος συγκριτικά με τα φυσιολογικά κύτταρα. Οι περισσότερες από αυτες της μεταλλάξεις ήταν μοναδικές για κάθε οργανοειδές, ακόμη και για οργανοειδή που προέρχονταν από τον ίδιο όγκο. Τα αποτελέσματα αυτά υποδεικνύουν ότι οι σημειακές μεταλλάξεις σε εντερικά αδενώματα ποντικών - και συνεπώς σε καρκίνους προερχόμενους από αυτά τα αδενώματα - προκύπτουν μετά από μετασχηματισμό ενός φυσιολογικού κυττάρου σε ένα προκαρκινικό κύτταρο και επομένως στην πλειονότητά τους δεν οφείλονται στην φυσική διαδικασία της γήρανσης.
Η ανάλυση των δεδομένων της δεύτερης φάσης κατέδειξε ότι ο αριθμός των σημειακών νουκλεοτιδικών υποκαταστάσεων (SNSs) συσχετίζεται με την ηλικία του όγκου, αλλά δεν επηρεάζεται από τον αριθμό των στοχευμένων καρκινικών γονιδίων-οδηγών. Έτσι, οι όγκοι που εξέφρασαν τα μεταλλαγμένα αλληλόμορφα Apc, Kras και Tp53 είχαν τόσες σημειακές υποκαταστάσεις όσες και οι όγκοι που εξέφραζαν μόνο το μεταλλαγμένο Apc αλληλόμορφο. Αντιθέτως, η παρουσία των παραλλαγών αριθμού αντιγράφων μεγάλης κλίμακας (CNAs > 10 Mb) συσχετίστηκε άμεσα με την απενεργοποίηση Tp53. Η σύγκριση των SNSs και CNAs παρόντων σε οργανοειδή του ίδιου όγκου, αποκάλυψε την ύπαρξη ενδοογκικής ετερογένειας, αποτέλεσμα που έρχεται σε συμφωνία με τις γενωμικές βλάβες που συσσωρεύονται με σημαντικά υψηλότερους ρυθμούς στα καρκινικά, συγκριτικά με τα φυσιολογικά κύτταρα. Ο ρυθμός συσσώρευσης των SNSs αυξάνεται από τα πρώτα στάδια της ανάπτυξης καρκίνου, ενώ τα CNAs μεγάλης κλίμακας συσσωρεύονται μόνο μετά την απενεργοποίηση του Tp53. Η συγκεκριμένη φάση της μελέτη λοιπόν, προτείνει ότι ένα σημαντικό κλάσμα της γονιδιωματικής αστάθειας των καρκινικών κυττάρων δεν μπορεί να εξηγηθεί από τις διαδικασίες γήρανσης που συμβαίνουν σε φυσιολογικά κύτταρα πριν από τον ογκογονικό μετασχηματισμό.

Επιστήμες Υγείας

Ορθοκολικός καρκίνος, Γονιδιωματικής αστάθειας, Αλληλούχηση εξώματος, Σημειακές νουκλεοτιδικές υποκαταστάσεις, Παραλλαγές αριθμού αντιγάφων, Μεταλλακτικές υπογραφές, Οργανοειδή

Όχι

0

Ναι

285

200

Δεν επιτρέπεται η πρόσβαση στο αρχείο. H πρόσβαση επιτρέπεται μόνο εντός του δικτύου του ΕΚΠΑ.

https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/object/2967022