Chemioterapia oparta na platynie może pozostawiać trwałe ślady w DNA zdrowych komórek dzieci leczonych z powodu nowotworów. Naukowcy wykryli liczne zmiany genetyczne w kilku rodzajach tkanek, a w wątrobie zidentyfikowali nieznany wcześniej wzorzec uszkodzeń. Wyniki opublikowane w „Science” mogą pomóc wyjaśnić część późnych następstw leczenia onkologicznego w dzieciństwie.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak chemioterapia oparta na platynie wpływa na DNA zdrowych komórek dzieci i dlaczego naukowcy porównują część tych zmian do genetycznego starzenia.
- Jakie są wyniki badania opublikowanego w „Science”, w którym zastosowano technikę NanoSeq do wykrywania zmian DNA w zdrowych tkankach dzieci leczonych onkologicznie.
- Jaki nieznany wcześniej wzorzec uszkodzeń DNA odkryto w wątrobie i dlaczego może mieć on związek z metabolizowaniem leków opartych na platynie.
- Zrozumiesz, dlaczego wyniki mogą pomóc wyjaśnić część późnych następstw leczenia nowotworów w dzieciństwie, w tym zwiększone ryzyko wtórnych nowotworów i chorób wątroby.
Chemioterapia uszkadza DNA nie tylko komórek nowotworowych
Mechanizm działania wielu leków przeciwnowotworowych polega na uszkadzaniu DNA szybko dzielących się komórek, co prowadzi do ich śmierci. Problem w tym, że działanie terapii nie ogranicza się wyłącznie do guza. Dotychczas trudno było dokładnie określić, jakie zmiany pozostają w zdrowych komórkach, które przetrwały leczenie. Standardowe metody nie były wystarczająco czułe, aby wykrywać mutacje na poziomie pojedynczych komórek.
Naukowcy z Uniwersytetu w Göteborgu i Wellcome Sanger Institute wykorzystali więc technikę NanoSeq – metodę sekwencjonowania umożliwiającą bardzo dokładne mapowanie zmian DNA w zdrowych tkankach.
Zdrowe komórki po chemioterapii były genetycznie „starsze”
Badacze przeanalizowali 186 próbek krwi, guzów wątroby i zdrowej tkanki wątrobowej od dziewięciorga dzieci leczonych chemioterapią opartą na platynie. Uwzględniono również próbki od dzieci otrzymujących inne leczenie oraz nieleczonych. Analiza wykazała znacznie większą liczbę zmian DNA w zdrowych komórkach po terapii związkami platyny. Skala mutacji powstałych w stosunkowo krótkim okresie odpowiadała zmianom, które w normalnych warunkach gromadziłyby się przez dziesięciolecia i były typowe dla osób w średnim wieku.
Chemioterapia powoduje, że zdrowe komórki u dzieci starzeją się genetycznie. W stosunkowo krótkim czasie spowodowała tyle samo uszkodzeń DNA, ile normalnie kumulowałoby się przez dekady i obserwowano u dorosłych w średnim wieku. Odkryliśmy również nieznany wcześniej wzorzec uszkodzeń DNA w wątrobie. Łącznie te odkrycia stanowią wiarygodne biologiczne wyjaśnienie, dlaczego osoby, które przeżyły raka w dzieciństwie, są narażone na zwiększone ryzyko problemów zdrowotnych w późniejszym życiu, w tym nowych nowotworów i chorób wątroby – mówi Anna Wenger, pierwsza autorka badania.
W wątrobie odkryto nieznany wcześniej wzorzec uszkodzeń DNA
Jednym z najważniejszych odkryć był charakterystyczny wzorzec zmian DNA występujący wyłącznie w wątrobie. Naukowcy przypuszczają, że może on powstawać podczas metabolizowania leków przeciwnowotworowych opartych na platynie, ponieważ proces ten zachodzi właśnie w tym narządzie.
Wynik pokazuje jednocześnie, że ten sam lek może pozostawiać różne ślady genetyczne w zależności od rodzaju tkanki. Podważa to wcześniejsze założenie, że mutagenne działanie konkretnego leku powinno prowadzić do podobnych zmian niezależnie od miejsca ich występowania. Część wykrytych mutacji zaliczono do zmian mogących sprzyjać rozwojowi nowotworów. Nie oznacza to jednak, że u każdego dziecka poddanego chemioterapii rozwinie się kolejny nowotwór. Autorzy podkreślają, że wtórne nowotwory występują jedynie u niewielkiej części osób leczonych onkologicznie w dzieciństwie.
Czy uszkodzenia DNA mogą tłumaczyć późne skutki leczenia?
Osoby, które przeszły leczenie nowotworu w dzieciństwie, mogą po latach doświadczać różnych późnych następstw terapii. Nowe wyniki dostarczają potencjalnego mechanizmu biologicznego, który może odpowiadać za część tego ryzyka, m.in. w odniesieniu do wtórnych nowotworów oraz chorób wątroby. Badanie nie oznacza jednak, że należy rezygnować z chemioterapii opartej na platynie. Leki te pozostają podstawą leczenia wielu nowotworów wieku dziecięcego, a dla części zastosowań nie istnieją równie skuteczne alternatywy.
Znaczenie odkrycia polega przede wszystkim na dokładniejszym poznaniu długoterminowego wpływu terapii na zdrowe tkanki i stworzeniu podstaw do opracowania metod ograniczających te uszkodzenia.
Naukowcy chcą lepiej chronić zdrowe komórki dzieci
Mapowanie zmian DNA może w przyszłości pomóc w opracowaniu strategii chroniących zdrowe tkanki bez ograniczania przeciwnowotworowej skuteczności terapii.
Chemioterapia ma kluczowe znaczenie w leczeniu dzieci chorych na raka. Dzięki lepszemu zrozumieniu wpływu leczenia na zdrowe tkanki mamy nadzieję opracować nowe sposoby ochrony organizmu przed uszkodzeniami DNA, zmniejszyć ryzyko późnych skutków ubocznych i uczynić przyszłe metody leczenia raka jeszcze bezpieczniejszymi – podsumowuje Anna Wenger.
Badanie pokazuje więc biologiczną cenę skutecznego leczenia przeciwnowotworowego, ale nie podważa jego znaczenia. Dokładne poznanie zmian pozostawianych przez chemioterapię w zdrowych komórkach może natomiast pomóc w tworzeniu bezpieczniejszych terapii i skuteczniejszej długoterminowej opieki nad osobami, które przeszły leczenie onkologiczne w dzieciństwie.
Główne wnioski
- Naukowcy wykazali, że chemioterapia oparta na platynie pozostawia liczne zmiany DNA w zdrowych komórkach dzieci. W krótkim czasie może prowadzić do nagromadzenia mutacji porównywalnego ze zmianami obserwowanymi u osób w średnim wieku.
- W głównej części analizy zbadano 186 próbek krwi, guzów wątroby i zdrowej tkanki wątrobowej od dziewięciorga dzieci leczonych chemioterapią opartą na platynie. Do wykrywania zmian wykorzystano wysokoczułą metodę sekwencjonowania NanoSeq.
- Badacze odkryli nieznany wcześniej wzorzec uszkodzeń DNA występujący wyłącznie w wątrobie. Może on powstawać podczas metabolizowania leków platynowych i wskazuje, że ta sama chemioterapia może powodować różne rodzaje zmian genetycznych w różnych tkankach.
- Część wykrytych zmian może sprzyjać rozwojowi nowotworów, jednak wyniki nie oznaczają, że u dzieci leczonych chemioterapią rozwinie się wtórny nowotwór. Badanie może natomiast pomóc w opracowaniu metod lepiej chroniących zdrowe tkanki przed późnymi skutkami terapii.
Źródło:
- https://www.science.org/doi/10.1126/science.ady0339
