Препараты платины вносят мутации в здоровые ткани у детей с раком

Некоторые химиотерапевтические агенты провоцируют образование мутаций, что может быть связано с риском возникновения вторичных опухолей. Особенно опасность велика у переживших рак в детстве. Такими мутагенами являются в том числе препараты платины, при этом они часто используются для лечения детских раков. В нормальных клетках, переживших цитотоксическое воздействие, повреждение ДНК может проявляться в виде мутаций, в том числе имеющих специфические сигнатуры. Мутагенез, вызванный агентами платины, хорошо изучен в нормальных тканях взрослых, но не у детей. Авторы статьи в Science использовали метод NanoSeq, при котором проводят штрихкодирование каждой из нитей ДНК, чтобы различить настоящую мутацию (на обеих цепях) и артефакты (на одной из цепей).

Первоначально в исследование вошли дети с гепатобластомой, которым трансплантировали новую печень. До операции им обычно давали цисплатин и другие препараты платины. Дополнительно привлекли детей с другими типами рака, которые тоже получали и препараты платины. Их образцы сравнивали с образцами детей, получавших другие препараты или не получавших лечения.

Сначала авторы изучили образцы печени, крови и опухоли у четырех пациентов, получавших препараты платины, и двух, пока не получавших лечения. Традиционное полногеномное секвенирование позволило выявить несколько замен в нормальных тканях (в среднем 14 замен на образец). В образцах рака были сотни замен, инделов и вариаций числа копий.

Но NanoSeq выявил намного большее количество замен в нормальных и опухолевых тканях. У получавших химиотерапию пациентов в крови было в 9 раз больше замен, в печени — в 12 раз больше, а в опухоли — в 5 раз больше замен, чем в образцах пациентов без лечения. Такие значения характерны для крови и печени взрослого человека, а не ребенка. Инделов также было больше.

NanoSeq, в отличие от традиционного NGS, позволял выявить сигнатуры мутагенеза в тканях. В здоровых тканях печени и опухолевой ткани это была новая сигнатура SBSA. Для нее были характерны мутации C > A, C > G и C > T в контексте тринуклеотида GCC.

Результаты проверили методом таргетного NanoSeq на 285 генах, в основном связанных с раком. Также провели анализ других тканей — селезенки, поджелудочной, почек, щитовидной железы, кожи, надпочечников и сердца. Под влиянием платины мутационная нагрузка была повышены во всех тканях — хватало даже одной дозы. Число мутаций нарастало в течение всего срока терапии. В печени снова была отмечена сигнатура SBSA, но не в других тканях.

Из 1646 новообразований, включающих не менее 60 различных типов опухолей, было пять случаев рецидивов опухолей печени у детей, которые подвергались воздействию препаратов платины. Авторы показали, что четыре из них содержали сигнатуру SBSA.

Клетки печени и моноциты обработали препаратами платины, а затем провели NanoSeq. В двух клеточных линиях печени была выявлена сигнатура SBSA, но не в моноцитах. SBSA в клетках печени мышей наблюдалась редко.

Многие мутации, вызванные химиотерапией, изменяли кодирующую последовательность генов и создавали варианты, которые могут влиять на их функции. Например, в нормальных тканях печени, подвергшихся воздействию платины, авторы изучили почти 110 000 молекул ДНК в онкогенах и обнаружили около 22 000 несинонимичных мутаций, из которых около 1500 вариантов можно считать патогенными в контексте рака.

У некоторых людей, переживших в детстве рак, в более позднем возрасте развиваются вторичные онкозаболевания или метаболические заболевания печени, которые могут быть вызваны соматическими мутациями. Авторы предполагают, что мутагенез, вызванный химиотерапией, может представлять собой прямую и поддающуюся количественной оценке причину поздних неблагоприятных последствий лечения рака.

Химиотерапия может повышать количество соматических мутаций в клетках крови