Исключительный случай рака описан в исследовании, опубликованном в журнале Science Advances. У этого человека впервые развилась опухоль в младенчестве, за ней каждые несколько лет следовали другие. Менее чем за 40 лет жизни у пациента развилось 12 опухолей, по меньшей мере пять из них злокачественные. Каждый был разного типа и в разной части тела. У пациента наблюдались кожные пятна, микроцефалия и другие изменения. Маркос Малумбрес, руководитель группы клеточного деления и рака в Испанском национальном центре исследований рака (CNIO), говорит: "Мы до сих пор не понимаем, как этот индивидуум мог развиться на эмбриональной стадии и преодолеть все эти патологии".

По словам Малумбреса, изучение этого уникального случая открывает "способ обнаружения клеток с опухолевым потенциалом задолго до проведения клинических тестов и диагностической визуализации. Это также обеспечивает новый способ стимулирования иммунного ответа на раковый процесс".

Мутации в обеих копиях MAD1L1

Когда пациент впервые попал в семейное онкологическое клиническое отделение CNIO, врачи взяли образец крови, чтобы определить последовательность генов, наиболее часто участвующих в наследственном раке, но никаких изменений в них обнаружено не было. Затем исследователи проанализировали весь геном индивидуума и обнаружили мутации в гене под названием MAD1L1.

Этот ген необходим в процессе клеточного деления и пролиферации. Исследователи CNIO проанализировали влияние обнаруженных мутаций и пришли к выводу, что они вызывают изменения в количестве хромосом в клетках — все клетки в организме человека имеют 23 пары хромосом.

На животных моделях было замечено, что при наличии мутаций в обеих копиях этого гена — каждая из которых исходит от одного родителя — эмбрион умирает. Удивительно, но пациент в этом случае имеет мутации в обеих копиях, но выжил, ведя настолько нормальную жизнь, насколько можно ожидать от человека, страдающего плохим здоровьем.

Ни один другой подобный случай никогда не был описан. Соавтор исследования Мигель Уриосте, который возглавлял семейное онкологическое клиническое отделение CNIO до своей отставки в январе этого года, говорит: "С научной точки зрения мы не можем говорить о новом синдроме, потому что это описание единичного случая, но биологически это так". Известны и другие гены, мутации которых изменяют количество хромосом в клетках, но "этот случай отличается агрессивностью, процентом аберраций, которые он вызывает, и крайней восприимчивостью к большому количеству различных опухолей".

Почему опухоли исчезли?

Одним из фактов, который больше всего заинтриговал исследовательскую группу, было то, что пять агрессивных видов рака, развившихся у пациента, исчезли относительно легко. Их гипотеза заключается в том, что "постоянное производство измененных клеток вызвало у пациента хроническую защитную реакцию против этих клеток, и это помогает опухолям исчезнуть. Мы думаем, что усиление иммунного ответа у других пациентов помогло бы им остановить развитие опухоли", - говорит Малумбрес.

Открытие того, что иммунная система способна запускать защитный ответ против клеток с неправильным числом хромосом, является, по словам этого исследователя CNIO, "одним из наиболее важных аспектов этого исследования, которое может открыть новые терапевтические возможности в будущем". Семьдесят процентов опухолей человека содержат клетки с ненормальным количеством хромосом.

Одноклеточный анализ для ранней диагностики

Для изучения пациента и связанных с ним членов семьи — у некоторых из которых есть мутации в гене MAD1L1, но только в одной из копий — ученые использовали технологию одноклеточного анализа, которая предоставляет огромное количество информации, которая была немыслима всего несколько лет назад.

Это включает в себя анализ генов "каждой из клеток крови в отдельности", объясняет Каролина Вильярройя-Белтри, исследователь CNIO и первый автор исследования. В образце много типов клеток, и обычно все они секвенируются. "Но, анализируя тысячи этих клеток по отдельности, одну за другой, мы можем изучить, что происходит с каждой конкретной клеткой и каковы последствия этих изменений для пациента".

Одноклеточный анализ показал — среди прочих аномалий — что образец крови содержал несколько сотен хромосомно идентичных лимфоцитов, таким образом, происходящих из одной быстро пролиферирующей клетки. Лимфоциты - это защитные клетки, которые атакуют определенных захватчиков; однако иногда лимфоцит слишком сильно размножается и распространяется, образуя опухоль. Именно этот процесс должен был бы фиксировать одноклеточный анализ: самые ранние стадии рака.

Основываясь на этом открытии, исследователи предлагают в своей статье, что одноклеточный анализ может быть использован для идентификации клеток с опухолевым потенциалом задолго до появления клинических симптомов или маркеров, наблюдаемых в аналитических тестах.