La mappa delle mutazioni genetiche alla base dei tumori
La formazione di un tumore è associata all’accumulo di una serie di mutazioni nel genoma. In base alle cause del cancro di ciascun individuo queste mutazioni possono formare dei pattern, ovvero delle specie di modelli comuni e standard, definiti come firme mutazionali, dall’inglese mutational signatures. Alcune di queste “firme” sono già state studiate e riportate. Un un nuovo studio condotto da un team dell’Università di Cambridge le ha però caratterizzate in modo dettagliato e ne ha scoperte alcune che non erano conosciute.
Lo studio: l’analisi dei campioni per rilevare le mutazioni genetiche dei tumori
Il gruppo di ricerca ha analizzato le sequenze genomiche di 12222 pazienti affetti da cancro. I campioni erano stati raccolti dal Servizio Sanitario Nazionale Inglese per il 100000 Genomes Projects. Tramite questa analisi è stato quindi possibile individuare alcune tra le cause scatenanti del tumore, che possono spaziare da esposizioni a fattori ambientali, come fumo o luce UV, a malfunzioni cellulari. Gli studiosi sono quindi riusciti a individuare 58 nuove firme mutazionali, cioè dei modelli riconoscibili e comuni a più pazienti. Queste si vanno quindi ad aggiungere a quelle che già erano note, ampliando la nostra conoscenza in questo settore di ricerca critico.
Metodo: le mutazioni genetiche di interesse nei tumori
L’analisi ha posto il focus sulle sostituzioni di basi nucleotidiche singole e doppie. Data l’ampiezza della coorte di studio è stato anche possibile distinguere la frequenza di queste mutazioni in comuni, a bassa frequenza e rare. È poi stata condotta anche una sorta di validazione finale su altri due database: il primo, proveniente dall’ International Cancer Genome Consortium (ICGC), conteneva i campioni di 3001 pazienti affetti da cancro primario mentre il secondo, fornito dall’Hartwig Medical Foundation, riguardava 3417 casi di cancro in metastasi.
Per i campioni di tutti i pazienti, che erano stati prelevati da organi diversi, è stato rilevato un numero limitato di sostituzioni singole comuni, variabile tra le 5 e le 10 unità. Questo dato è risultato indipendente dall’ampiezza della coorte analizzata. Quest’ultima, però, influenza invece il numero delle mutazioni rare rilevate. La probabilità di rilevare queste mutazioni è infatti funzione della loro incidenza nella popolazione.
Sono state poi individuate una serie di differenze tra i vari tessuti di origine dei campioni, il che ha permesso di concludere che queste mutazioni dipendono anche dall’organo in cui si trova il tumore. Il gruppo di ricerca ha cercato di identificare quelle firme mutazionali che sono trasversali a più organi. Rispetto agli studi precedenti ne sono state individuate 40 in più in termini di sostituzioni di singole basi, portando il numero a 82 pattern grazie a questo nuovo lavoro. Anche per sostituzioni doppie l’analisi ha permesso di aumentare la conoscenza in materia implementandola di 18 unità e arrivando quindi a 27 “firme”.
FitMS: l’algoritmo che identifica le mutazioni genetiche dei tumori
È stato infine implementato un algoritmo, FitMS, che usa queste scoperte. Grazie al suo utilizzo è quindi possibile analizzare nuovi campioni. In un primo step vengono individuate le firme comuni a livello di ogni organo. Il programma procede poi alla ricerca di mutazioni rare. Si tratta di un potente strumento di diagnosi e studio che potrebbe migliorare le cure da offrire ai pazienti affetti dalla patologia.
Perché è così importante?
L’analisi è stata condotta su 18640 casi di cancro, ovvero la coorte più ampia tra tutte quelle impiegate nelle ricerche effettuate fino ad ora. Lo studio permette di individuare le cause del cancro di ciascun paziente: in pratica si va a scovare il colpevole della malattia. Tramite l’individuazione di similitudini e differenze tra i vari casi, poi, è possibile identificare una serie di modelli che possono risultare utili nei processi di diagnosi e cura. L’identificazione genomica permetterebbe infatti di sviluppare strategie terapeutiche. Ad esempio future ricerche potrebbero riconoscere che alcune mutazioni risultano particolarmente sensibili a delle specifiche terapie. Queste potrebbero quindi diventare l’opzione vincente da offrire ai pazienti affetti da quel tipo di cancro, rendendo più semplice e sicura la cura.