Türk bilim insanları akciğer kanserinde radyoterapiye yanıtı belirleyen 12 gen belirledi

Küçük hücreli dışı akciğer kanserinde yüksek doz radyasyonun radyoterapi sonrası gen ekspresyonu üzerindeki etkilerini belirlemek ve hangi genlerde anlamlı değişiklik olduğunu belirlemek amacıyla Türkiye Sağlık Enstitüsü Başkanlığı (TÜSEB) ve Sağlık Bilimleri Üniversitesi Validebağ Araştırma Merkezi (SBU) iş birliğiyle bilimsel bir çalışma gerçekleştirildi.

Bu kapsamda “çıplak fareler” adı verilen özel deneklerle akciğer kanseri modelleri oluşturuldu.

Tümör dokusu belli bir hacme ulaştığında Haydarpaşa Numune Eğitim ve Araştırma Hastanesi Radyoterapi Onkoloji Kliniğinde farelere radyoterapi uygulandı. Toplam 48 saat sonra farelerin tümör dokuları genetik analiz için incelendi.

“Yeni Nesil Dizileme (NGS)” ve “biyoinformatik analiz yöntemleri”nin kullanıldığı araştırmada, tüm deney gruplarında radyoterapiyle ortak olarak değişen yüzlerce gen arasından akciğer kanseriyle ilişkili 12 gen ortaya çıktı.

Deneylerde bilim insanları, tümör baskılayıcı olan ve bağışıklık tepkisi ile ilişkili bazı genlerin, radyasyon tedavisiyle etkinleştirildiğinde tedaviye yanıt verme olasılığının daha yüksek olduğunu bulmuşlardır.

Radyoterapi sonrasında hastalığın tekrarlamasında ve kemik, beyin gibi dokulara metastazında rol oynayan bazı genlerin yapısal düzeylerinde anlamlı artış gözlendi.

Tümörün kendini koruyacak bir savunma mekanizması geliştirdiği ve radyoterapiye dirençli olduğu ortaya çıktı.

Çalışmada NGS analizleri sayesinde tümör hücrelerinin radyoterapiye moleküler düzeyde nasıl tepki verdiği ortaya konuldu.

Bu yaklaşımın gelecekte herkese aynı dozda uygulanan standart radyoterapi anlayışını değiştirebileceği ve kişiye özel tedavinin temelini oluşturabileceği düşünülmektedir.

Akciğer kanseri tedavisinde NGS bazlı radyogenomik verilerin klinik karar verme süreçlerine entegre edilmesiyle tedavinin etkinliğinin artırılabileceği ve yüksek doz radyoterapinin neden olabileceği olası yan etkilerin azaltılabileceği beklenmektedir.

“Akciğer kanseri dünyada en sık görülen kanserlerden biri”

Proje koordinatörlüğünü SBÜ Haydarpaşa Numune Eğitim ve Araştırma Hastanesi Radyasyon Onkolojisi Anabilim Dalı öğretim üyesi Doç. Dr. Serhat Aras, akciğer kanserinin dünyada en sık görülen kanserlerden biri olduğunu söyledi.

Tedavide kemoterapi, radyoterapi ve cerrahinin önemli bir yere sahip olduğunu belirten Aras, araştırmanın temel amacının radyoterapinin küçük hücreli dışı akciğer kanseri genleri üzerinde ne gibi bir etkisinin olduğunu ortaya çıkarmak olduğunu anlattı.

Ass. Aras, “Radyoterapinin tümörün genetiğini ve gen ekspresyon düzeylerini nasıl değiştirdiğini görmek istedik. Çünkü her genin radyoterapiye yanıt ve direnç olasılığı farklıdır. Yeni nesil dizileme yöntemi ve biyoinformatik analizlerle bu haritayı oluşturduk.” dedi.

Analizde belirlenen radyoterapide ortak değişiklik gösteren 12 genden 7'sinin tümör çoğalması, baskılanması ve bağışıklık tepkisinden sorumlu olduğunu belirten Aras, radyoterapi sonrasında bu genlerde ciddi artışların görüldüğünü söyledi.

Araştırmanın en şaşırtıcı bulgularından birinin radyoterapi sonrası 5 gende görülen anlamlı artış olduğuna dikkat çeken Aras, şöyle konuştu: “Bunlar hastalığın tekrarlamasında ve beyin veya kemik metastazında rol oynayan genlerdir. Bu da tümörün radyoterapiye dirençli olduğunu ortaya koyuyor. Radyoterapiye karşı savunma geliştiren tümör hücreleri tedaviye dirençli hale geliyor ve hastalık nüks veya metastazla tekrarlayabiliyor.” dedi.

“Hastaya özel radyoterapi uygulamalarının önünü açabilir”

NGS bazlı analizlerin gelecekte kişiye özel radyoterapi tedavilerinin önünü açabileceğini vurgulayan Aras, şöyle konuştu: “Moleküler düzeyde yanıt tespit edilirse kişiye özel radyoterapi aynı dozda değil herkese uygulanacaktır.” dedi.

Ass. Dr Aras, yöntemin klinik karar destek sistemlerine dahil edilmesiyle hastalığın daha etkin tedavi edilebileceğini ve radyoterapinin olası yan etkilerinin azaltılabileceğini söyledi.

“Akciğer kanseri hastasının genlerini radyasyon tedavisinden önce analiz edebilirsek hangi genlerin duyarlı veya dirençli olduğunu tespit edebiliriz” diyen Aras, şöyle devam etti:

“Dolayısıyla hastaya verilecek doz buna göre şekillendirilecektir. Eğer gen radyoterapiye dirençli ise tek başına yeterli olmayabilir. Bu durumda immünoterapi tek başına uygulanabileceği gibi gen susturucu tedaviler veya hedefe yönelik ilaçlarla kombine olarak da uygulanabilir. Çalışmamız kişiye özel radyoterapinin temelini atacak. 12 genin keşfedilmesiyle akciğer kanserinde radyoterapiye verilen yanıt genetik düzeyde haritalandı. Bu bulgular akciğer kanserine özgü radyoterapi uygulamalarının gelecekte hasta için önünü açabilir. Bundan sonraki hedefimiz çalışmanın amacı radyoterapiye direnen genlerin altında yatan mekanizmaları ortaya çıkarmaktır.”

Ass. Dr. Serhat Aras, çalışmanın Türkiye'de yeni nesil dizilemeye dayalı ilk çalışma olduğunu ve çalışmanın uluslararası saygın bir dergide yayınlandığını kaydetti.

“Bu yöntemle DNA parçaları oluşturuluyor”

SBÜ Hamidiye Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Moleküler Tıp Anabilim Dalı Dr. Konuşmacı Tuğba Kul Köprülü, yeni nesil dizileme teknolojisiyle genlerin davranışlarını detaylı olarak incelediklerini söyledi.

Projede NGS'nin alt birimi olan “RNA-Seq (transkriptom)” analizini gerçekleştirdiğini anlatan Köprülü, şöyle konuştu: “Yeni nesil dizileme, DNA veya RNA'nın geleneksel yöntemlere göre çok daha hızlı, daha yüksek ölçekte ve daha düşük maliyetle dizilenmesine olanak sağlayan bir teknolojidir. Bu yöntemle DNA fragmanları oluşturulur. Daha sonra bu fragmanlar eş zamanlı ve paralel olarak dizilenir. Ortaya çıkan veriler büyük ölçekli bir yazılım kullanılarak birleştirilip haritalanır.” dedi.

Köprülü, transkriptom analizinin hücrelerin gen ifadesini anlık olarak takip edebilen önemli bir yöntem olduğunu vurgulayarak, şöyle konuştu: “RNA-Seq analizi çok hızlı bir şekilde büyük miktarda veri elde etmemizi sağlıyor. Bu veriler sayesinde örneğin radyoterapi sonrası hangi genlerin aktive olduğunu, hangilerinin susturulduğunu görebiliyoruz. Dolayısıyla direnç mekanizmalarında rol oynayan genleri tespit etmek ve farklı izoform proteinlerin oluşumu sürecindeki düzenleyici adımları yakalamak mümkün oluyor”. bilgisini paylaştı.