Ein jüngster Durchbruch in der Krebsforschung kommt vom Garvan-Institut, wo Wissenschaftler künstliche Intelligenz eingesetzt haben, um potenziell krebserregende Elemente in den Regionen des Genoms zu entdecken, die einst als „Junk-DNA“ galten. Diese nicht kodierenden Regionen, die 98 % unserer DNA ausmachen, könnten die Methoden zur Diagnose und Behandlung von Krebs revolutionieren.
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Die Forscher veröffentlichten ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift
Nucleic Acids Research, wobei sie Mutationen in diesen zuvor ignorierten Genomregionen hervorhoben. Diese Mutationen sollen an der Entstehung und dem Fortschreiten mehrerer Krebsarten beteiligt sein, darunter Prostata-, Brust- und Darmkrebs. Diese Entdeckung ebnet den Weg für frühzeitige Diagnosen und neue Behandlungen für viele Krebsarten.
Dr. Amanda Khoury, Hauptautorin der Studie, erklärte, dass die nicht kodierende DNA, die einst als nutzlos galt, einen universellen Ansatz zur Behandlung von Krebs bieten könnte. Durch das gezielte Ansprechen dieser gemeinsamen Mutationen hoffen die Forscher, effektivere Therapien zu entwickeln.
Die Wissenschaftler konzentrierten sich auf die Bindungsstellen des Proteins CTCF, die eine entscheidende Rolle in der dreidimensionalen Organisation des Genoms spielen. Deren Störung könnte zu Genfehlregulationen führen und die Krebsentwicklung fördern. Um diese Hypothese zu testen, verwendeten sie ein maschinelles Lernwerkzeug namens CTCF-INSITE, um die persistierenden Bindungsstellen von CTCF in 12 Krebsarten vorherzusagen.
Mit diesem Werkzeug analysierten sie über 3000 Tumorproben und enthüllten, dass die CTCF-Bindungsstellen in allen Krebsproben reich an Mutationen waren. Diese Mutationen verliehen den Krebszellen einen Überlebensvorteil, der ihnen ermöglichte, sich zu vermehren und auszubreiten.
Professor Susan Clark, Leiterin des Labors für Epigenetik des Krebses am Garvan-Institut, glaubt, dass diese Entdeckungen weitreichende Auswirkungen auf die Behandlung vieler Krebsarten haben könnten. Die gegenwärtigen Behandlungen müssen auf spezifische Mutationen abgestimmt werden, die oft selten unter den verschiedenen Tumorarten vorkommen, aber die CTCF-Bindungsstellen bieten ein gemeinsames Ziel für mehrere Krebsarten.
Die nächsten Schritte der Forschung werden umfangreiche Experimente mit der CRISPR-Genbearbeitung umfassen, um zu untersuchen, wie diese Mutationen die 3D-Struktur des Genoms beeinflussen und möglicherweise das Krebswachstum fördern. Dieser Ansatz könnte zur Entwicklung von Biomarkern für eine frühzeitige Krebsentdeckung oder zu Zielen für neue Behandlungen führen.
Quelle: Nucleic Acids Research