NIH-Studie beleuchtet Ursachen von Lungenkrebs bei Nierauchern

Die Forscher verwendeten die Sequenzierung des gesamten Genoms, um drei molekulare Subtypen von Lungenkrebs bei Menschen zu charakterisieren, die nie geraucht hatten.

Bildnachweis: Nationales Krebsinstitut

Eine genomische Analyse von Lungenkrebs bei Menschen ohne Rauchen in der Vorgeschichte hat ergeben, dass ein Großteil dieser Tumoren aus der Anhäufung von Mutationen hervorgeht, die durch natürliche Prozesse im Körper verursacht werden. Diese Studie wurde von einem internationalen Team unter der Leitung von Forschern des National Cancer Institute (NCI), das zu den National Institutes of Health (NIH) gehört, durchgeführt und beschreibt erstmals drei molekulare Subtypen von Lungenkrebs bei Menschen, die nie geraucht haben.

Diese Erkenntnisse werden dazu beitragen, das Geheimnis zu lüften, wie Lungenkrebs bei Menschen entsteht, die in der Vergangenheit nicht geraucht haben, und können die Entwicklung präziserer klinischer Behandlungen leiten. Die Ergebnisse wurden am 6. September 2021 in Nature Genetics veröffentlicht .

„Was wir sehen, ist, dass es bei Nierauchern verschiedene Subtypen von Lungenkrebs gibt, die unterschiedliche molekulare Eigenschaften und evolutionäre Prozesse aufweisen“, sagte die Epidemiologin Maria Teresa Landi, MD, Ph.D., von der Abteilung für integrative Tumorepidemiologie in der NCI-Abteilung of Cancer Epidemiology and Genetics, der die Studie leitete, die in Zusammenarbeit mit Forschern des National Institute of Environmental Health Sciences, einem anderen Teil des NIH, und anderen Institutionen durchgeführt wurde. "In Zukunft können wir möglicherweise unterschiedliche Behandlungen basierend auf diesen Subtypen haben."

Lungenkrebs ist weltweit die häufigste krebsbedingte Todesursache. Jedes Jahr wird die Krankheit bei mehr als 2 Millionen Menschen auf der ganzen Welt diagnostiziert. Die meisten Menschen, die an Lungenkrebs erkranken, haben eine Vorgeschichte von Tabakrauchen, aber 10 bis 20 % der Menschen, die an Lungenkrebs erkranken, haben noch nie geraucht. Lungenkrebs bei Nierauchern tritt bei Frauen häufiger und in einem früheren Alter auf als Lungenkrebs bei Rauchern.

Umweltrisikofaktoren wie Passivrauchen, Radon, Luftverschmutzung und Asbest oder frühere Lungenerkrankungen können einige Lungenkrebs bei Nierauchern erklären, aber die Wissenschaftler wissen immer noch nicht, was die meisten dieser Krebsarten verursacht. .

In dieser großen epidemiologischen Studie verwendeten die Forscher die Gesamtgenom-Sequenzierung, um die genomischen Veränderungen im Tumorgewebe zu charakterisieren, und verglichen normales Gewebe von 232 Nichtrauchern, überwiegend europäischer Abstammung, bei denen nicht-kleinzelliger Lungenkrebs diagnostiziert worden war. Die Tumoren umfassten 189 Adenokarzinome (die häufigste Art von Lungenkrebs), 36 Karzinoide und sieben andere Tumoren verschiedener Typen. Die Patienten waren wegen ihrer Krebserkrankung noch nicht behandelt worden.

Die Forscher durchkämmten die Tumorgenome nach Mutationssignaturen, bei denen es sich um Mutationsmuster handelt, die mit bestimmten Mutationsprozessen verbunden sind, wie beispielsweise Schäden durch natürliche Aktivitäten im Körper (z. B. fehlerhafte DNA-Reparatur oder oxidativer Stress) oder durch die Exposition gegenüber Karzinogenen. Mutationssignaturen fungieren wie das Archiv von Aktivitäten eines Tumors, die zur Anhäufung von Mutationen führten, und geben Hinweise darauf, was die Entstehung des Krebses verursacht hat. Es existiert nun ein Katalog bekannter Mutationssignaturen, obwohl einige Signaturen keine bekannte Ursache haben. In dieser Studie fanden die Forscher heraus, dass ein Großteil der Tumorgenome von Nierauchern Mutationssignaturen trugen, die mit Schäden durch endogene Prozesse, also natürliche Prozesse, die im Körper ablaufen, verbunden sind.

Da die Studie auf Nieraucher beschränkt war, fanden die Forscher erwartungsgemäß keine Mutationssignaturen, die zuvor mit einer direkten Exposition gegenüber Tabakrauchen in Verbindung gebracht wurden. Auch bei den 62 Patienten, die Passivrauchen ausgesetzt waren, fanden sie diese Unterschriften nicht. Dr. Landi warnte jedoch, dass die Stichprobengröße klein und das Expositionsniveau sehr variabel sei.

„Wir brauchen eine größere Stichprobe mit detaillierten Informationen zur Exposition, um die Auswirkungen des Passivrauchens auf die Entwicklung von Lungenkrebs bei Nierauchern wirklich zu untersuchen“, sagte Dr. Landi.

Die Genomanalysen ergaben auch drei neue Subtypen von Lungenkrebs bei Nie-Rauchern, denen die Forscher anhand des „Rauschens“ (also der Anzahl der genomischen Veränderungen) in den Tumoren musikalische Namen zuordneten. Der vorherrschende Subtyp „Klavier“ hatte die wenigsten Mutationen; es schien mit der Aktivierung von Vorläuferzellen verbunden zu sein, die an der Bildung neuer Zellen beteiligt sind. Dieser Tumoruntertyp wächst über viele Jahre hinweg extrem langsam und ist schwer zu behandeln, da er viele verschiedene Treibermutationen aufweisen kann. Der Subtyp „mezzo-forte“ wies spezifische Chromosomenveränderungen sowie Mutationen im Wachstumsfaktor-Rezeptorgen EGFR auf , das bei Lungenkrebs häufig verändert ist, und zeigte ein schnelleres Tumorwachstum. Der Subtyp „forte“ zeigte eine Verdoppelung des gesamten Genoms, eine genomische Veränderung, die häufig bei Lungenkrebs bei Rauchern beobachtet wird. Auch dieser Tumoruntertyp wächst schnell.

„Wir beginnen, Subtypen zu unterscheiden, die möglicherweise unterschiedliche Ansätze für Prävention und Behandlung haben könnten“, sagte Dr. Landi. Zum Beispiel könnte der langsam wachsende Piano-Subtyp Klinikern ein Zeitfenster geben, diese Tumoren früher zu erkennen, wenn sie weniger schwer zu behandeln sind. Im Gegensatz dazu weisen die Subtypen Mezzo-forte und forte nur wenige wichtige Treibermutationen auf, was darauf hindeutet, dass diese Tumoren durch eine einzige Biopsie identifiziert werden könnten und von gezielten Behandlungen profitieren könnten, sagte sie.

Eine zukünftige Richtung dieser Forschung wird darin bestehen, Menschen unterschiedlicher ethnischer Herkunft und geografischer Herkunft zu untersuchen, deren Expositionsgeschichte gegenüber Lungenkrebs-Risikofaktoren gut beschrieben ist.

"Wir stehen am Anfang des Verständnisses, wie sich diese Tumore entwickeln", sagte Dr. Landi. "Diese Analyse zeigt, dass es Heterogenität oder Diversität bei Lungenkrebs bei Nierauchern gibt."

Stephen J. Chanock, MD, Direktor der NCI-Abteilung für Krebsepidemiologie und -genetik, bemerkte: „Wir erwarten, dass diese detektivische Untersuchung genomischer Tumormerkmale neue Wege zur Entdeckung mehrerer Krebsarten eröffnen wird.“

Die Studie wurde vom Intramural Research Program des NCI und dem National Institute of Environmental Health Sciences durchgeführt.

Über das National Cancer Institute (NCI): NCI leitet das National Cancer Program und die Bemühungen des NIH, die Prävalenz von Krebs drastisch zu reduzieren und das Leben von Krebspatienten und ihren Familien durch Forschung in Prävention und Krebsbiologie, die Entwicklung neuer Interventionen und die Ausbildung und Betreuung neuer Forscher. Für weitere Informationen über Krebs besuchen Sie bitte die NCI-Website unter cancer.gov oder rufen Sie das NCI-Kontaktzentrum, den Cancer Information Service, unter 1-800-4-CANCER (1-800-422-6237) an.

Über die National Institutes of Health (NIH): NIH, die medizinische Forschungsbehörde des Landes, umfasst 27 Institute und Zentren und ist eine Komponente des US-Gesundheitsministeriums. NIH ist die wichtigste Bundesbehörde, die medizinische Grundlagenforschung, klinische und translationale Forschung durchführt und unterstützt und die Ursachen, Behandlungen und Heilungen für häufige und seltene Krankheiten untersucht. Weitere Informationen über NIH und seine Programme finden Sie unter nih.gov .

Quelle: National Cancer Institute

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