Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Profilowanie molekularne raka prostaty nadzieją na bardziej skuteczne leki

Problemem w przypadku aktualnie stosowanych metod leczenia raka prostaty jest ograniczona wiedza na temat molekularnych podstaw progresji tej choroby. W projekcie PCaProTreat połączono różne technologie, aby poznać molekularne sygnatury progresji i pomóc w wyłonieniu potencjalnych terapii opartych na lekach.

Zdrowie

Rak prostaty jest diagnozowany u około jednego na dziewięciu badanych mężczyzn. W 2018 roku raka prostaty stwierdzono u 1,2 mln mężczyzn na świecie, w tym około 500 000 w Europie, co oznacza, że jest to druga co do częstości występowania forma raka diagnozowana u mężczyzn. Mimo że opracowano nowe leki przeciwko rakowi prostaty, wskaźnik reagowania na nie pozostaje niski, a częstym problemem jest oporność na leki oraz działania niepożądane. Aby opracować skuteczniejsze leki, uczestnicy unijnego projektu PCaProTreat postawili sobie za cel pogłębienie wiedzy na temat raka prostaty na poziomie molekularnym. W ramach projektu PCaProTreat modelowano duże zbiory danych pozyskanych przy pomocy technologii multiomicznych, między innymi z próbek moczu i plazmy nasienia, a także przy pomocy peptydomiki, proteomiki i transkryptomiki oraz w oparciu o piśmiennictwo dotyczące molekularnych sygnatur progresji choroby. Narzędzia bioinformatyczne pozwoliły następnie na wyznaczenie nowych celów działania leków oraz potencjalnych środków terapeutycznych. „Obecnie żaden lek oparty na profilach multiomicznych nie znajduje się w fazie rozwoju klinicznego, tak więc nasze rozwiązanie jest prawdziwie innowacyjne”, mówi stypendystka działania „Maria Skłodowska-Curie”, Agnieszka Latosińska z Mosaiques Diagnostics, firmy odpowiedzialnej za realizację projektu.

Sygnatura molekularna

Rak prostaty jest bardzo złożonym schorzeniem. Mimo podobnych objawów u pacjentów zestaw cząsteczek określany jako „sygnatura molekularna”, który odpowiada za progresję choroby, może być różny u poszczególnych chorych. Ponieważ leki działają na poziomie molekularnym, głównie na białka, te różnice molekularne oznaczają, że dany lek może być skuteczny tylko w przypadku niektórych pacjentów. Ponadto, z uwagi na fakt, że środowisko molekularne jest dynamiczne, nowotwory mogą rozwinąć oporność, za sprawą której lek staje się nieskuteczny. Cenne próbki, bogate w informacje molekularne, można uzyskać z tkanki prostaty, moczu oraz plazmy nasienia. Tkanka prostaty to miejsce, w którym rośnie guz. Plazma nasienia zawiera białka wydzielane przez tkankę prostaty, natomiast mocz zawiera białka, które zostały uwolnione w wyniku wzrostu guza. W celu zbadania zmian w tych próbkach, można wykorzystać zestawy danych peptydomicznych, proteomicznych i transkryptomicznych do oceny tysięcy cząsteczek jednocześnie, na różnych poziomach molekularnych, takich jak mRNA czy białko. „Współpraca między cząsteczkami umożliwia rozwój guza. Dzięki zbadaniu mechanizmów tej związanej z chorobą organizacji molekularnej możemy określić najlepsze cele działania leków, aby poprawić lub nawet zrewolucjonizować leczenie choroby”, wyjaśnia Latosińska.

Znaczenie przeprogramowania metabolicznego

Przeanalizowano i określono korelacje krzyżowe profili molekularnych na podstawie plazmy nasienia 80 mężczyzn, peptydomiki moczu 823 mężczyzn, proteomiki tkanki 104 mężczyzn oraz danych transkryptomicznych dotyczących 1 707 mężczyzn. Integracja tych różnych typów obszernych danych okazała się sporym wyzwaniem. Trzeba było pokonać ograniczenia związane z opisem raka prostaty na podstawie samych tylko cech klinicznych, takich jak stadium nowotworu czy poziom antygenu swoistego dla prostaty. Prace te doprowadziły do odkrycia sygnatury molekularnej progresji raka prostaty, składającej się z 392 białek. Zespół wykazał, że kluczową rolę w zmianach związanych z progresją raka prostaty pełni wzrost ilości białek biorących udział w procesach metabolicznych, co sugeruje, że przeprogramowanie metaboliczne stanowi klucz do progresji nowotworu. Modelowanie komputerowe pozwoliło na wyłonienie 68 leków/związków, które mogą potencjalnie umożliwić odwrócenie zmian molekularnych, a tym samym zahamowanie progresji raka. Do najbardziej obiecujących odkryć należy siedem nowych potencjalnych leków, które nie były wcześniej testowane pod kątem raka prostaty. Zespół przygotowuje obecnie te substancje do zbadania w odpowiednich liniach komórkowych raka prostaty i modelach zwierzęcych, we współpracy z firmami farmaceutycznymi. Jeśli prace te przebiegną pomyślnie, związki zostaną przetestowane w badaniach klinicznych na ludziach. „Jeśli prawdziwa jest nasza hipoteza, że o skuteczności leku decyduje jego zdolność do odwrócenia zmian molekularnych leżących u podstaw raka prostaty, zidentyfikowanie nowych potencjalnych leków o podłożu molekularnym może pozwolić na przeskoczenie kilku etapów badań”, mówi Latosińska.

Słowa kluczowe

PCaProTreat, rak prostaty, molekularny, multiomiczne, choroba, leki, białka, plazma nasienia, peptydomika moczu, proteomika tkanki, transkryptomika, metaboliczne

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania