5. februar 2020

Globalt studie kortlægger kræftmutationer i stort katalog

Kræftmutationer

Mutationer i 38 forskellige typer af kræft er blevet kortlagt ved hel-genom analyse af et internationalt hold af forskere, blandt andet fra Københavns Universitet, Aarhus Universitet, Aarhus Universitetshospital og Rigshospitalet. Forskerne har udarbejdet et katalog over kræftmutationerne, som læger og forskere verden rundt kan slå op i.

Billede af hjernekræft-kromosomer
Hjernekræft-kromosomer. Foto: National Cancer Institute via Unsplash.

Kræft er en af de største dræbere på verdensplan, og i 2018 er det estimeret, at 9,6 millioner mennesker døde af sygdommen. For at kunne behandle sygdommen bedst muligt, er det essentielt at finde ud af, hvilke mutationer der driver kræften.

I et stort internationalt samarbejde kaldet Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes (PCAWG) har forskere fra Københavns Universitet, Aarhus Universitet, Aarhus Universitetshospital og Rigshospitalet været med til at kortlægge mutationer i 38 forskellige typer af kræft.

Mutationerne er alle sammen blevet samlet i et form for katalog. Kataloget, der allerede ligger online, kan læger og forskere alle steder i verden slå op i, rådføre sig med og finde information om en given patients kræft.

”De fleste tidligere store studier har fokuseret på de protein-kodende to procent af genomet. Vi har undersøgt og analyseret hele genomet, og vores analyser af mutationer, der påvirker kræftgener, har gjort os i stand til genetisk at forklare 95 procent af de kræfttilfælde, som vi har undersøgt, ved hjælp af mutationer,” siger medforfatter Joachim Weischenfeldt, lektor ved Biotech Research & Innovation Centre, Københavns Universitet, og Finsenlaboratiet, Rigshospitalet.

”Hvis du ved, hvilke mutationer der har forårsaget kræft, på engelsk de såkaldte driver-mutationer, så kan du også bedre skræddersy en behandling med de bedst egnede lægemidler eller designe nye lægemidler mod kræften. Præcisionsmedicin er helt afhængig af en kortlægning af driver-mutationer i den enkelte kræftknude, både for diagnose, prognose og forbedret behandling,” siger medforfatter Jakob Skou Pedersen, professor ved Center for Bioinformatik og Institut for Klinisk Medicin, Aarhus Universitet, og Aarhus Universitetshospital.

De nye forskningsresultater er publiceret i en særudgave af det videnskabelige tidsskrift Nature med fokus på PCAWG. Det er til dato det største helgenom-studie af primærkræft. Det vil sige, at analysen er foretaget på materiale fra det væv, hvor tumoren er opstået i, og før at patienten har fået en eventuel behandling.

Fra en håndfuld til 100.000 mutationer

Forskerne har hovedsageligt analyseret og haft data på de mest almindelige typer af kræft som lever-, bryst-, bugspytkirtel-, og prostatakræft. I alt har de analyseret helgenom-sekventeret tumorprøver fra godt 2600 patienter.

Ud fra deres analyser kunne de se, at det varierer meget, hvor mange mutationer der er i en kræfttype. Myeloide dysplasi og kræft hos børn har meget få mutationer, mens der kan være op til 100.000 mutationer i lungekræft.

Grafikken viser, et overblik over de undersøgte kræfttyper i Pan-Cancer-projektet. Den nederste del er de seks typer kræft (for mænd og kvinder), hvor der var flest tilgængelige prøver. Infografik: Rayne Zaayman-Gallant/EMBL. Klik på grafikken for at få den større.

Infografik om undersøgte kræfttyper
Infografik om undersøgte kræfttyper.

Men selv om antallet af mutationer spænder vidt, kunne forskerne se, at der gennemsnitligt altid var 4-5 mutationer, der drev sygdommen, de såkaldte drivers - uanset, hvilken type kræft det var.

”Det er ret overraskende, at de næsten alle sammen har samme antal driver-mutationer. Det er dog i overensstemmelse med teorier om, at en kræftsvulst har behov for at ændre et bestemt antal mekanismer i cellen, før at det begynder at gå galt,” siger Jakob Skou Pedersen.

I kataloget har forskerne delt mutationerne op i drivers og passengers. Driver-mutationer giver en vækstfordel for kræften. Mens passenger-mutationer er alle de andre og ufarlige. Langt hovedparten af alle mutationer er passengers.

Genetik eller væv

Til at opbevare og bearbejde den omfattende mængde data har forskerholdet brugt såkaldt cloud computing og haft 13 datacentre fordelt på tre kontinenter. De har haft centre i Europa, USA og Asien.

Det store datasæt har været nødvendigt for at kunne finde ud af, hvad der var fælles og unikt for de forskellige typer af kræft. I dag opdeler man kræft, efter hvilket væv sygdommen er opstået i, eksempelvis bryst, hjerne og prostata.

Forskerne fandt rigtig meget, som var helt unikt for hver vævstype. Omvendt fandt de også mange fællestræk på tværs af vævstyperne. Der er derfor brug for at gentænke den måde, som vi tænker på kræft ifølge Joachim Weischenfeldt.

”Kræft er en genetisk sygdom, og det er ofte vigtigere, hvilke mutationer den har, end hvor den er opstået i kroppen. Det vil sige, at der er brug, at vi ikke kun tænker på kræft som en vævsspecifik sygdom, men i stedet kigger på den ud fra genetikken, og hvilke mutationer den har.”

”Eksempelvis kan vi have en type brystkræft og prostatakræft, hvor driver-mutationerne minder om hinanden. Det betyder, at patienten med prostatakræft kan få gavn af den samme behandling, som man ville give brystkræftpatienten, fordi de to typer deler en vigtig driver-mutation,” fortæller Joachim Weischenfeldt.

Det internationale forskningskonsortium har været støttet af nationale fonde, heriblandt Danmarks Frie Forskningsfond.

Læs særudgaven af Nature her, hvor størstedelen af PCAWG-konsortiets resultater er samlet og publiceret. Hovedartiklen ”Pan-cancer analysis of whole genomes” kan læses her. "Patterns of somatic structural variation in human cancer genomes" kan læses her, og "Analyses of non-coding somatic drivers in 2,658 cancer whole genomes" kan findes her. Læs mere om PCAWG-konsortiet her.

Kontakt

Gruppeleder og lektor Joachim Weischenfeldt, +45 60573080, joachim.weischenfeldt@bric.ku.dk

Professor Jakob Skou Pedersen, +45 31418132, jakob.skou@clin.au.dk

Pressekontakt Cecilie Krabbe, +45 93565911, cecilie.krabbe@sund.ku.dk