Выявление генов, участвующих в раке головного мозга человека, может быть похоже на поиск иголки в стоге сена, и иногда найденная вами игла может оказаться неподходящей. Сравнивая геномы человека и собаки, исследователи из Университета штата Северная Каролина обнаружили, что ген, который, как считается, участвует в менингиомах – опухолях, которые поражают мозговые оболочки или тонкое покрытие человеческого мозга и составляют одну из четырех опухолей мозга взрослого человека. -могут быть не таким ключом к образованию опухоли, как считалось ранее, и они сузили круг поиска настоящего виновника.
Менингиомы – это внутричерепные опухоли, что означает, что они растут не в самой мозговой ткани, а в пространстве между мозгом и черепом. У людей они связаны с генетическими дефектами больших сегментов хромосом, что чрезвычайно затрудняет выделение конкретных задействованных генов. Люди, страдающие менингиомой, часто теряют одну копию почти всей длины 22 хромосомы человека. Эта хромосома состоит из почти 50 миллионов пар оснований ДНК, которые кодируют более 500 генов.
"Собака веками была лучшим другом человека, и теперь геном собаки вполне может стать следующим лучшим другом человека," говорит доктор. Мэтью Брин, профессор геномики в штате Северная Каролина.
"Учитывая так много генетического материала, можно понять, почему выяснить, какие гены играют ключевую роль в менингиомах, чрезвычайно сложно," говорит Брин. "Изучая опухоли, наблюдаемые как у людей, так и у собак, мы получаем простой способ сузить область поиска: мы сравниваем пораженные участки хромосомы человека с соответствующими участками на хромосомах собак. Это работает, потому что собаки и люди генетически похожи и оба болеют одними и теми же видами рака. Хотя мы разделяем большую часть нашего генетического материала, ДНК собаки организована иначе, чем наша собственная, и это позволяет изолировать меньшие «общие» области генетических данных, а не рассматривать всю хромосому."
Брин, коллеги из штата Северная Каролина Рэйчел Томас и ветеринарный невролог Наташа Олби, а также исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе и Института Сэнгера Wellcome Trust в Кембридже, Великобритания, совместно работали над проектом, делясь образцами менингиом собак для исследования. Их результаты опубликованы в Журнале нейроонкологии.
Предыдущие исследователи определили конкретный ген, подавляющий опухоль, на хромосоме 22 человека, известный как NF2, как возможный фактор, способствующий развитию менингиомы. Они считали, что делеция NF2, обладающего способностью подавлять опухоль, может вызвать рост опухоли.
Изучая генетические изменения по всему геному, команда Брина сравнила хромосому 22 человека с хромосомой собаки. У собак область, разделяемая с 22, составляет "разделить" через три отдельные хромосомы собаки – номера 10, 26 и 27 – с геном NF2, появляющимся на хромосоме собаки 26. Исследователи обнаружили, что у собак с менингиомой хромосома 26 и, следовательно, NF2, редко поражались, что ставит под сомнение этот ген как играющий значительную роль в заболевании. Вместо этого у собак с менингиомой часто наблюдалась потеря части 27 хромосомы собаки. Это побудило исследователей сосредоточиться на той части хромосомы 22 человека, которая соответствует хромосоме 27 собаки.
"Теперь, вместо того, чтобы рассматривать 50 миллионов пар оснований, содержащих несколько сотен генов, мы можем сосредоточиться на той части хромосомы 22 человека, которая эволюционно консервативна с хромосомой 27 собаки," Брин говорит. "Рассматривая менингиомы человека и собаки вместе, мы сокращаем объем поиска, который нам необходимо выполнять, в 50 раз. Это старая дилемма иголка / стог сена, за исключением того, что использование информации об опухолях собаки и человека позволяет нам сосредоточить наш поиск на двух процентах стога сена, которые на самом деле содержат иголку, и не тратить время и ресурсы на остальные 98 процентов."
Брин также заметил, что другая хромосома собак, страдающих менингиомой, – это 17-я хромосома собаки, которая коррелирует с частью хромосомы 1 человека. Дефекты этой хромосомы встречаются почти в 70% случаев менингиомы человека и связаны с плохим исходом для пациентов. Он надеется, что сможет использовать эту корреляцию для дальнейшего сужения поиска конкретных генов, связанных с заболеванием.
Кроме того, команда изучила глиомы, еще один вид опухоли головного мозга, и выявила общие генетические особенности, общие для опухолей человека и собак, которые в настоящее время находятся в стадии дальнейшего исследования.
"Данные подтверждают, что опухоли у собак и человека очень похожи на генетическом уровне, поэтому оба вида извлекут пользу из этого исследования," Брин говорит. "Это доказательство концепции «единого лекарства» – идеи о том, что здоровье человека и животных опирается на общий пул медицинских и научных знаний и поддерживается частично совпадающими технологиями и открытиями."
Источник: Университет штата Северная Каролина (новости: в сети)