Skaczące geny to krótkie odcinki DNA, które zostały przypadkowo włączone do ludzkiego genomu w trakcie długiej ewolucji. Te fragmenty DNA, zwane także elementami transpozycyjnymi, są zaangażowane w rozwój raka. Jednak nowe badania przeprowadzone przez Washington University School of Medicine w St. Louis w USA sugerują, że elementy transpozycyjne w różnych nowotworach mogą potencjalnie zostać wykorzystane do ukierunkowania nowatorskich immunoterapii na nowotwory, które zwykle nie reagują na terapie immunologiczne. Wyniki badań zostały niedawno opublikowane w Genetyka przyrody.

Immunoterapia jest często najskuteczniejsza w nowotworach z licznymi mutacjami, takimi jak rak skóry i płuc. Mutacje w DNA powodują, że komórki nowotworowe wytwarzają niezwykłe białka, które odróżniają komórki nowotworowe od normalnych komórek i służą jako cele — zwane antygenami nowotworowymi — dla immunoterapii, takich jak przeciwciała, szczepionki i genetycznie modyfikowane terapie komórkami CAR-T. Ale wiele typów nowotworów nie zawiera dużej liczby mutacji i dlatego systemowi odpornościowemu trudniej jest zidentyfikować zagrożenie.

„Jesteśmy podekscytowani tymi badaniami, ponieważ otwierają zupełnie nowy sposób identyfikacji antygenów nowotworowych w typach nowotworów, które wcześniej były niewidoczne dla immunoterapii” – powiedział starszy autor, dr Ting Wang.

Skaczące geny – prawdopodobnie pochodzące od wirusów – zwykle znajdują się w częściach genomu, które są nieaktywne w dorosłych tkankach. Ale poprzednie prace Wanga i jego współpracowników pokazały, że te elementy transpozycyjne czasami mogą działać jako ukryte na przełącznikach, zmuszając gen do włączenia przez cały czas, nawet jeśli nie powinien. Ponieważ te ukryte przełączniki napędzają wzrost raka, mogą również wytwarzać niezwykłe fragmenty białek, które są unikalne dla guza i nie występują w normalnych komórkach.

W analizie 33 typów nowotworów z programu The Cancer Genome Atlas Program National Cancer Institute, naukowcy zidentyfikowali 1068 transkryptów pochodzących z elementów transpozycyjnych – lub odcinków RNA wytwarzanych przez komórki rakowe – z potencjałem do wytwarzania antygenów nowotworowych, które mogłyby służyć jako cele dla nowych immunoterapii.

Wang i jego współpracownicy ustalili, że te możliwe antygeny nowotworowe były obecne na powierzchni komórek nowotworowych, co czyni je idealnymi do ukierunkowania za pomocą immunoterapii. Co ważne, odkryli, że prawie 98 procent z ponad 10 000 analizowanych guzów miało co najmniej jeden potencjalny cel antygenowy pochodzący z elementu transpozycyjnego. Większość guzów miała od dwóch do 75 możliwych antygenów.

W innym ważnym odkryciu naukowcy wykazali, że wiele białek kandydujących, które mogłyby służyć jako antygeny, było obecnych w wielu nowotworach, aw niektórych przypadkach we wszystkich typach nowotworów. Wang i jego współpracownicy spekulowali, że stwarza to możliwość uniwersalnej terapii opartej na antygenach, która mogłaby leczyć wiele nowotworów za pomocą jednego koktajlu ukierunkowanego na kilka najczęstszych antygenów nowotworowych, które powstają z przeskakujących genów. Na przykład dane sugerują, że szczepionka zawierająca kombinację 20 najczęstszych celów białkowych mogłaby objąć około 75 procent pacjentów z 27 typami raka.

„Dzięki tej analizie możemy wyobrazić sobie projekt szczepionki przeciwnowotworowej, która jest ukierunkowana na pięć lub dziesięć najczęstszych białek nowotworowych, które są wywoływane przez elementy transpozycyjne” – powiedział Wang. „Ten rodzaj szczepionki to wciąż tylko pomysł, ale jesteśmy podekscytowani jej potencjałem, ponieważ te wspólne cele mogą obejmować dużą część nowotworów. Potrzeba znacznie więcej pracy, ale mamy nadzieję, że ta analiza może posłużyć jako punkt wyjścia do opracowania skutecznych immunoterapii w wielu innych typach raka”.