Stort kræft-forskningsprojekt kortlægger uudforsket del af vores DNA

Engang troede forskerne, at størstedelen af vores arvemasse - genomet - var uden særlig betydning.

Den ‘ubetydelige’ del af vores arvemasse fik det nedsættende øgenavn junk-DNA og forblev i årevis et næsten uudforsket territorium i vores DNA.

I dag ved vi imidlertid, at junk-DNA ikke blot er ‘junk’, men faktisk spiller en vigtig rolle for mange processer i kroppen. Og nu har et kæmpestort internationalt forskningsprojekt kortlagt, hvordan den undervurderede del af vores arvemasse spiller ind på udviklingen af kræft.

»Tidligere har man kun fokuseret på de 1-2 procent af genomet, hvor generne befinder sig. Man har stort set været blind for resten af genomet, selvom det kan indeholde mutationer, som er vigtige for udviklingen af kræft,« siger lektor Joachim Weischenfeldt, som er forskningsleder ved Biotech Research & Innovation Centre på Københavns Universitet og Rigshospitalet.

Han er en af forskerne bag det store internationale Pan-Cancer-forskingsprojekt, som i denne uge offentliggør hele 22 nye studier om de genetiske årsager til kræft.

\ Læs mere

Nu er danskernes arvemasse kortlagt

Mange kræfttyper

Forskerne har fået prøver fra 2.658 kræftpatienters tumorer, og de har kortlagt kræftknudernes genom.

På den måde har de fået ny viden om, hvilke genetiske fejl - mutationer - der kan være årsag til udviklingen af kræft, fortæller Joachim Weischenfeldt

»Det er den hidtil største kortlægning af hele genomer fra kræft-tumorer. Det gør os i stand til at sammenligne genetiske fællestræk for en række almindelige typer af kræft.«

»Det spænder over alt lige fra brystkræft og prostatakræft til kræft i nyrer, tarm, lever eller mere sjældne hjernetumorer hos børn. I alt har vi set på 38 forskellige kræfttyper,« siger Joachim Weischenfeldt, som har stået i spidsen for en af forskningsgrupperne under det internationale Pan-Cancer-projekt.

1.300 forskere samarbejder

Kortlægningen af de 2.658 kræfttumorers arvemasse har krævet et gigantisk samarbejde, en voldsom mængde data og en række supercomputere til at analysere de store mængder af data.

Ikke mindre end 1.300 forskere fra 37 forskellige lande har deltaget i de 22 nye studier, hvoraf 6 er publiceret i det prestigefyldte videnskabelige tidsskrift Nature.

Allerede i sidste uge havde fem forskellige forskningsinstitutioner - herunder Københavns og Aarhus Universitet - produceret pressemeddelelser om de nye resultater fra kræftforsknings-projektet.

Disse pressemeddelelser blev sendt ud til journalister, men skulle hemmeligholdes indtil selve studierne blev offentliggjort onsdag aften.

Ikke et gennembrud

Dermed er der altså blevet slået på store, internationale medie-trommer for de nye resultater.

Men ifølge professor og kræftforsker Torben Kruse er der ikke tale om et gennembrud, som vil føre til bedre kræftbehandling i den nærmeste fremtid.

»Der er tale om en kortlægning, som vil være et værdifuldt redskab og kan gøre andre studier lettere i fremtiden. Men det vil ikke redde liv i morgen,« siger Torben Kruse, som er forskningsleder ved afdelingen for Human Genetik på Syddansk Universitet og ikke har været involveret i de nye studier.

Som at kortlægge kysten

Tidligere genetisk kræftforskning har fokuseret på at undersøge dele af vores arvemasse, som indeholder genetiske koder - en slags opskrift - der fortæller, hvordan kroppen skal bygge sine livsvigtige proteiner.

Som nævnt er det imidlertid kun 1-2 procent af vores DNA, som koder for proteiner.

Pan-Cancer-forskerne mener, at den hidtidige forskning i den protein-kodende del af vores DNA kan sammenlignes med kun at kortlægge kysten af klodens kontinenter.

De nye studier har derimod udforsket de 98 procent af vores arvemasse, som ikke koder for proteiner - den del, som tidligere blev kaldt for junk.

Det svarer til at kortlægge de indre dele af kontinenterne frem for blot at fokusere på deres kystlinjer, lyder det fra Pan-Cancer-forskerne.

Hvad fandt de?

Men hvad har forskerne så fundet i deres udforskning af kontinenternes indre?

I virkeligheden ikke så vanvittigt meget. Men det er faktisk også en nyhed i sig selv.

Da Pan-Cancer-projektet blev søsat i 2013 var håbet, at man ville gøre store fund i den uudforskede, ikke-kodende del af vores DNA.

På det tidspunkt havde man netop fundet ud af, at flere forskellige kræfttyper var forbundet med særlige mutationer, som befinder sig i den ikke-kodende del af vores DNA.

Opdagelsen fik flere forskere til at tro, at den uudforskede, ikke-kodende del af vores arvemasse måske indeholdt størstedelen af de mutationer, som kunne føre til kræftsygdom. Men den teori kan de nye studier praktisk talt lægge i graven, fortæller professor Jakob Skou Pedersen.

Til forskernes overraskelse tyder den nye kortlægning nemlig på, at det kun er relativt sjældent, at små mutationer i vores ikke-kodende arvemasse er årsag til udviklingen af kræft, siger han.

»De fleste mutationer, som har betydning for udviklingen af kræft, befinder sig i den proteinkodende del af genomet - der hvor generne ligger,« siger Jakob Skou Pedersen, som er professor ved Institut for Klinisk Medicin og Bioinformatisk forskningscenter (BiRC) på Aarhus Universitet samt tilknyttet Molekylær Medicinsk Afdeling (MOMA) ved Aarhus Universitetshospital.

Billigere genomkortlægning

Jakob Skou Pedersen har stået i spidsen for en forskningsgruppe under Pan-Cancerprojektet, som har gransket kræftmutationerne i den ikke-kodende del af vores arvemasse.

»En vigtig årsag til, at vi har kunnet lave projektet er, at det er blevet langt billigere at kortlægge hele genomet. «

»Projektet har været mange år undervejs. Da man besluttede sig for at starte i 2012, var det først lige blevet realistisk at lave så stort et projekt. Tidligere ville det have været alt for kostbart at kortlægge hele genomet for så mange tumorer,« påpeger Jakob Skou Pedersen.

Derfor får man kræft

Hvis du ikke allerede var klar over det, er det faktisk altid ændringer i vores DNA, som er årsag til kræft - uanset hvilken form for kræft du bliver ramt af.

Når man siger, at eksempelvis rygning er årsag til kræft, er det kort fortalt, fordi rygning kan påvirke vores arvemasse, så der opstår mutationer, som kan føre til kræft.

De nye studier bekræfter, at antallet af mutationer i en kræfttumors arvemasse kan være vidt forskelligt. I visse kræfttyper fandt forskerne kun ganske få mutationer, mens der kunne være op til 100.000 mutationer i tumoren fra en patient med lungekræft.

Mange af mutationerne er imidlertid harmløse, fortæller forskerne. De anslår i de nye studier, at det gennemsnitligt er omkring fire-fem mutationer, som er ansvarlige for udviklingen af kræft - uanset, hvilken kræfttype de kigger på. Det betyder altså, at mange kræftsygdomme opstår, fordi der sker fire-fem mutationer i en celles arvemasse - og disse mutationer får tilsammen cellen til at forvandle sig til en farlig kræftcelle.

»Vores studie anslår, at det kun vil være cirka 10 procent af disse mutationer, som befinder sig i den ikke-kodende del af arvemassen,« siger Jakob Skou Pedersen.

Driver-mutationer

De farlige mutationer, som igangsætter udviklingen af kræft, kalder forskerne for driver-mutationer.

De adskiller sig fra de såkaldte passenger-mutationer, som blot er ‘passagerer’ til kræftsygdommen:

Passenger-mutationerne opstår spontant i kræftsvulsten, men de er altså ikke årsagen til udviklingen kræftsygdommen. Og dermed er de harmløse, forklarer Joachim Weischenfeldt.

»Man kan bruge vores studie til at skille fårene fra bukkene i forhold til, hvilke mutationer der er vigtige. Det kan hjælpe forskere og læger med dels at diagnosticere kræften - hvad har drevet kræften i gang - og dels med at udvikle nye lægemidler på længere sigt. For at kunne udvikle de rigtige lægemidler, skal man vide, hvad der driver udviklingen af kræft,« siger Joachim Weischenfeldt.

Skuffende fund

Professor Torben Kruse, som ikke har været involveret i projektet, er enig i, at det nye studie kan blive et værktøj til udvikling af ny kræftmedicin, men han påpeger, at udviklingen af den slags medicin har lange udsigter.

»I betragtning af, hvor stort et projekt der er tale om, er det overraskende og lidt skuffende, at der ikke er kommet flere store nye resultater ud af at kigge i de 98 procent af genomet. Der er nye, interessante elementer, men det ligner desværre overvejende noget, vi har set før,« siger Torben Kruse fra Syddansk Universitet.

Han fremhæver blandt andet, at selvom forskerne har data fra omkring 2.600 tumorer, så fordeler resultaterne sig på 38 forskellige kræfttyper.

»Det betyder, at for nogle af de enkelte kræfttyper er der kun data fra under 100 patienter. Der findes andre lignende studier, hvor de har en langt mere fyldestgørende kortlægning af genetikken bag de enkelte kræftsygdomme med data fra flere tusinde patienter,« siger Torben Kruse og tilføjer, at de tidligere studier kun har set på de proteinkodende del af genomet.

Personlig medicin

Forskerne fra Pan-Cancer fremhæver selv, at projektet har frembragt et vigtigt katalog over mutationer i arvemassen, som kan være årsagen til kræft - og at dette opslagsværk fremover vil kunne bruges gratis af læger og forskere verden over til at forbedre patienters diagnose og behandling.

»Hele Pan-Cancer-arbejdet hjælper med at besvare et langvarigt medicinsk spørgsmål: Hvorfor to patienter, som ser ud til at have den samme type kræft, kan reagere forskelligt på det samme lægemiddel. Vi viser, at årsagerne til disse forskellige effekter af kræftbehandling står skrevet i DNA'et,« udtaler kræftforsker Peter Campbell, som har været blandt de ledende kræfter i Pan-Cancerprojektet, i en pressemeddelelse fra hans forskningsinstitut Welcome Sanger Institute.

»Genomet til hver patients kræfttumor er unikt, men der er et begrænset sæt tilbagevendende mønstre i DNA, så med store nok undersøgelser kan vi identificere alle disse mønstre og dermed optimere kræftdiagnose og -behandling,« tilføjer han.

I øjeblikket arbejder forskere og medicinalvirksomheder verden over på at udvikle ‘personlig medicin’, som netop retter sig mod den enkelte patients genetiske fingeraftryk. I Danmark åbnede sidste år det såkaldte Nationale Genom Center, som skal understøtte udviklingen af personlig medicin ved hjælp af viden om patienters gener og sygdommes årsager.

\ Læs mere

DNA: Hvad er det?