Древние вирусные фрагменты помогли предсказать ответ лейкоза на химиотерапию

Активность древних вирусных последовательностей в геноме человека может помочь точнее предсказывать, ответит ли острый миелоидный лейкоз на стандартную химиотерапию. К такому выводу пришли исследователи Комплексного онкологического центра Королевского колледжа Лондона. Их ретроспективное исследование опубликовано в журнале Blood Neoplasia.

Тёмный геном: что это и почему его не учитывали

Около 8% ДНК человека составляют эндогенные ретровирусы — следы древних вирусных инфекций, которые встраивались в геном наших предков миллионы лет назад и с тех пор стали его неотъемлемой частью. Эта область генома вместе с другими некодирующими участками нередко называется «тёмным геномом»: в отличие от генов, кодирующих белки, её роль долгое время оставалась неизученной и практически игнорировалась при разработке прогностических моделей.

Традиционные подходы к прогнозированию исходов при остром миелоидном лейкозе (ОМЛ) опираются на анализ хромосомных аномалий, характерных мутаций и классификации рисков по рекомендациям European LeukemiaNet. Однако, несмотря на эти инструменты, у значительной части пациентов первый курс химиотерапии оказывается неэффективным — и предсказать это заранее крайне сложно.

Как устроено исследование

Группа под руководством доктора Мохаммада Махди Карими, старшего преподавателя по биоинформатике в King’s College London, обучила многослойные модели машинного обучения на данных 271 пациента с ОМЛ, получавших стандартную химиотерапию. Данные предоставил клинический регистр Beat AML — крупный проект в области персонализированной медицины, запущенный в 2016 году организацией Blood Cancer United.

Исследователи сравнивали две версии моделей: одну — без учёта активности эндогенных ретровирусов, другую — с её включением. Добавление информации о том, насколько активно в клетках пациента «включаются» эти вирусные фрагменты, дало следующие результаты:

• улучшилась точность прогноза устойчивого заболевания — случаев, когда опухоль не реагирует на лечение;
• сократилось число ложноположительных результатов, когда модель ошибочно предсказывала устойчивость к терапии у тех, кто на неё всё же ответил;
• выявлена связь активности эндогенных ретровирусов с иммунными и воспалительными сигнальными путями, что может объяснить механизм их влияния на ответ опухоли.

Что это значит и когда ждать результатов

Исследование ретроспективное: данные анализировались задним числом на уже собранной когорте. Прежде чем эти выводы смогут повлиять на клиническую практику, необходима независимая проверка на новых группах пациентов в рамках проспективных испытаний.

«Мы выявили сигнатуру из древних вирусных последовательностей в тёмном геноме, которая добавляет ценную информацию к стандартным методам анализа экспрессии генов при прогнозировании ответа на химиотерапию при ОМЛ», — отметил Карими. — «Хотя клиническая проверка ещё необходима, наши результаты демонстрируют потенциал тёмного генома для более раннего выявления пациентов высокого риска и выбора более персонализированной тактики лечения».

Исследование открывает перспективу дополнить существующие прогностические панели новым типом биомаркеров — не отдельными генами или мутациями, а паттернами активности некодирующих участков ДНК, которые прежде оставались за пределами клинического внимания.

Читайте также по теме: перестройке обмена веществ опухолями.