20:00 
Исследователи из Института Фрэнсиса Крика и Университетского колледжа Лондона (UCL), финансируемые Cancer Research UK и Европейским исследовательским советом (ERC), выявили в крови сигнатуру из 14 белков, которая может предсказать риск рака легких более чем за пять лет до постановки диагноза.
Объединив эту сигнатуру белка со знаниями о том, как воспаление вызывает рак, команда могла бы идентифицировать людей с более высоким риском, которым будут полезны лекарства, чтобы остановить развитие рака легких, что является важным шагом на пути к точному раку. профилактика.
С возрастом наши клетки приобретают мутации, вызывающие рак, но одних только мутаций редко бывает достаточно, чтобы вызвать опухоль. Для того чтобы склонить мутантные клетки к раку, может потребоваться экологический триггер, такой как воздействие загрязнения воздуха от таких источников, как двигатели внутреннего сгорания, сжигание угля и сигаретный дым. В настоящее время скрининг на рак легких предлагается только людям старше определенного возраста, которые ранее курили, отсутствуют никогда не курившие и люди, подвергающиеся воздействию высоких уровней загрязняющих веществ, которые также могут подвергаться риску заболевания.
Основываясь на своих предыдущих исследованиях, показывающих, что загрязнение воздуха может вызывать рак, вызывая воспаление и пробуждая спящие клетки с мутациями, исследовательская группа при поддержке Национального института исследований в области здравоохранения и биомедицинского исследовательского центра UCLH стремилась найти признаки воспаления, которые могут более точно прогнозировать рак легких, выходя за рамки риска, основанного исключительно на факторах возраста и образа жизни, таких как воздействие табака.
Опубликованная сегодня в Cell, команда применила машинное обучение к данным о белках плазмы крови более чем 48 000 участников британского биобанка, используя сопоставленные записи реестра рака для выявления тех, у кого позже развился рак легких.
Наряду с возрастом, статусом курения и историей заболеваний легких алгоритм машинного обучения определил 14 ключевых белков в крови, которые могут предсказать будущий диагноз рака легких в течение пяти лет. Команда проверила эту сигнатуру белка в восьми наборах данных со всего мира и обнаружила, что во всех исследованиях она была выше у пациентов, у которых в будущем развился рак легких, включая одну группу некурящих.
Анализ сигнатуры пациентов и животных моделей показал, что сигнатура исходит не от самой опухоли, а отражает измененную воспалительную среду легких, которая предшествует раку. Сигнатура также была увеличена у людей, у которых позже развился идиопатический фиброз легких или хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), что подтверждает идею о том, что она может отражать общее состояние воспаления легких, предшествовавшее заболеванию.
От воспаления к профилактике
Предыдущая работа лаборатории показала, что воздействие загрязнения воздуха заставляет иммунные клетки в легких высвобождать воспалительный сигнал, называемый интерлейкином-1 бета (IL-1?), который может разбудить спящие клетки, несущие мутации, вызывающие рак.
В этом исследовании они показывают, что воздействие загрязнения одновременно увеличивает количество сигнатурных белков и увеличивает популяцию «клеток KAC», адаптивного состояния клеток, которое возникает в ответ на травму, но также может стать раковым, если присутствуют мутации. Исследователи показали, что мутантные клетки из нескольких различных типов клеток легких переходят в одно и то же состояние KAC на пути к раку, и что загрязнение воздуха расширило этот пул клеток KAC и увеличило сигнатуру 14 белков.
Команда также обнаружила, что компоненты сигнатуры увеличивались в присутствии IL-1?, связанного с загрязнением воздуха. Блокирование IL-1? у мышей, подвергшихся воздействию загрязнения, уменьшало количество клеток KAC и замедляло раннее развитие опухолей, что позволяет предположить, что препараты против IL-1? могут предотвратить рак легких у людей, легкие которых демонстрируют этот воспалительный сигнал.
Точный подход к профилактике рака
В 2017 году в исследовании CANTOS компании Novartis проверили блокатор IL-1? канакинумаб для предотвращения сердечно-сосудистых заболеваний и сообщили в качестве исследовательского открытия, что препарат также снижение заболеваемости раком легких. Однако польза была скромной на уровне населения, что ограничивало его использование в качестве стратегии профилактики у невыбранных людей.
Повторно проанализировав данные 4651 участника CANTOS, исследователи обнаружили, что люди с высоким исходным уровнем 14-белковой сигнатуры были теми, кто явно получил пользу от канакинумаба, а риск рака легких у них снизился почти вдвое. Если выбрать только тех, у кого высокая сигнатура, количество людей, которых необходимо было лечить, чтобы предотвратить один случай рака легких, составило 55, что сопоставимо с общепринятыми стратегиями профилактики сердечно-сосудистых заболеваний, такими как статины.
Тей Пандия, аспирант Университетского колледжа Лондона и приглашенный ученый из Института Фрэнсиса Крика, сказал: «Мы использовали машинное обучение на данных плазмы более 48 000 человек, чтобы идентифицировать сигнатуру из 14 белков, и было невероятно проверить ее на восьми наборах данных с помощью более 80 сотрудников на четырех континентах. Работая рука об руку с учеными в лаборатории, чтобы понять биологию мышиных моделей, мы показали, что сигнатура отражает измененную воспалительную среду в легких до того, как рак разовьется.
