You are here

    • You are here:
    • Home > The most comprehensive map of cancer genomes to date reveals mutations decades before a tumour appears

The most comprehensive map of cancer genomes to date reveals mutations decades before a tumour appears

The most comprehensive map of cancer genomes to date reveals mutations decades before a tumour appears

05
Feb
Dc, 05/02/2020 - 15:04

The most comprehensive map of cancer genomes to date reveals mutations decades before a tumour appears

EN CASTELLANO/EN CATALÀ

An international team of scientists had today published 23 studies in the Nature journals, describing the most comprehensive map of cancer genomes from 38 types of tumours to date. The results are an important step for the development of personalised medicine to treat cancer.

Spain’s contribution to the project involved sequencing 95 primary tumours of chronic lymphatic leukaemia in the Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG-CRG), part of the Centre for Genomic Regulation in Barcelona.

Scientists previously looked for genes linked to the proliferation of cancer in the 1% of the human genome that codes for proteins. These studies are topical because the consortium of scientists have sequenced the remaining 99% of the genome, developing new methods to research the role of the ‘dark genome’ and finding new causes of cancer, new ways to prevent and diagnose it, as well as new treatments.

The main findings across all 23 studies are:

  • The cancer genome is finite and knowable, but enormously complicated. By combining sequencing of the whole cancer genome with a suite of analysis tools, we can characterize every genetic change found in a cancer, all the processes that have generated those mutations, and even the order of key events during a cancer’s life history.
  • Researchers are close to cataloguing all of the biological pathways involved in cancer and having a fuller picture of their actions in the genome. At least one causal mutation was found in virtually all of the cancers analyzed and the processes that generate mutations were found to be hugely diverse -- from changes in single DNA letters to the reorganization of whole chromosomes. This will diagnose cancer and identify new therapeutic targets for drugs.
  • A new “carbon dating” method identifies mutations which occurred years, sometimes even decades, before the tumour appears. This theoretically a window of opportunity for early cancer detection.
  • Tumour types can be identified accurately according to the patterns of genetic changes seen throughout the genome, offering clues on what causes the disease. Smoking and sunbathing leaves distinct patterns while hereditary disorders leave others. The consortium has catalogued these patterns, which can be compared with those found in the genome of a cancer patient to facilitate diagnosis where conventional clinical tests could not identify its type.

The ‘Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes Project’ (PCAWG) is an international consortium consisting of 1,300 scientists from 70 research centres across 37 different countries, which is why it is considered by some to be the “United Nations” of cancer genome sequencing. It is the world’s biggest cancer genome sequencing project to date. The 5,000 genomes from 2,658 donors (one sample from the cancer genome and another from the healthy base for each donor) generated more than 800 terabytes of information. The database will be a free resource for researchers, accelerating new discoveries such as new therapeutic targets for existing pharmaceuticals.

“These findings are key for the development of personalized medicine, once sequencing the genome of a cancer becomes commonplace in a clinical setting,” says Ivo Gut, director of the CNAG-CRG and chair of the working groups that make up the PCAWG. “In a not so distant future we will be able to precisely diagnose the type of tumour people have, predict its progression with more accuracy and choose the most effective treatment.

“This huge international study was only possible due to the work and collaboration of more than a thousand researchers and clinicians across the world, and I would like to thank everyone involved,” said steering committee member Dr. Jan Korbel from the European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg, Germany.

“This work is helping to answer a long-standing medical difficulty, why two patients with what appear to be the same cancer can have very different outcomes to the same drug treatment. We show that the reasons for these different behaviours are written in the DNA. The genome of each patient’s cancer is unique, but there are a finite set of recurring patterns, so with large enough studies we can identify all these patterns to optimize diagnosis and treatment.” said Dr. Peter Campbell, member of the Pan-Cancer Project steering committee and Head of Cancer, Ageing and Somatic Mutation at the Wellcome Sanger Institute in the UK.

The project was founded at the Ontario Institute of Cancer Research in Canada and is now based at the University of Glasgow in Scotland. Amongst the 1300 scientists who have contributed to the project we find researchers based at the Centre for Genomic Regulation, Pompeu Fabra University, the Institute of Evolutionary Biology, University of Santiago de Compostela, the Institute for Research in Biomedicine and the Barcelona Supercomputing Centre.

EN CASTELLANO

El mapa más completo del genoma del cáncer ayuda a identificar mutaciones décadas antes de que aparezca un tumor

Un consorcio internacional de científicos publica hoy una colección de 23 estudios en las revistas Nature, describiendo el mapa más completo del genoma de 38 tipos de cáncer hasta la fecha. Los resultados son un paso importante para el desarrollo de la medicina personalizada en el tratamiento del cáncer.

España ha contribuido al proyecto mediante la secuenciación de 95 tumores primarios de leucemia linfática crónica en el Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG-CRG), parte del Centro de Regulación Genómica (CRG) en Barcelona.

Hasta ahora, los científicos han buscado genes vinculados con la proliferación del cáncer en el 1% del genoma humano que codifica las proteínas. Lo novedoso de este proyecto es que el consorcio ha secuenciado el 99% del genoma restante, desarrollando nuevos métodos para investigar la función del ‘genoma invisible’ en la progresión del cáncer e investigar las causas, los métodos de prevención, el diagnóstico y el tratamiento de la enfermedad.

Entre los hallazgos de los 23 estudios publicados hoy destacan:

  • El genoma de un cáncer es complejo pero descifrable. Combinando la secuenciación del genoma completo de un cáncer con herramientas analíticas, se puede identificar cada cambio genético, los procesos que generan las mutaciones, y hasta el orden de eventos en la vida de un cáncer.
  • Los investigadores han identificado, al menos, una mutación causante en 95% de los tipos de cáncer analizados, y descubierto procesos cancerígenos tan diversos como cambios en una sola letra del ADN hasta la reorganización de cromosomas enteros. Esto ayudará en el diagnostico de cáncer y también en la identificación de nuevas dianas terapéuticas para el uso de fármacos.
  • Un nuevo método de “datación por carbono” identifica mutaciones varios años o incluso décadas, antes de que aparezca un tumor. En teoría, el hallazgo abre la puerta a la detección preventiva del cáncer.
  • El tipo de tumor puede ser identificado por los patrones de cambios genéticos en el genoma, que dan pistas sobre la causa del cáncer. Fumar o tomar el sol dejan unos patrones característicos, mientras que algunos trastornos de cáncer heredados dejan un patrón distinto. El consorcio ha catalogado estos patrones, que pueden ser comparados con los patrones del tumor de un paciente para facilitar el diagnóstico de cáncer cuando fallan las pruebas clínicas convencionales.

El consorcio ‘Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes Project’ (PCAWG) es una colaboración mundial en la que participan 1.300 investigadores de 70 centros en 37 países distintos, por lo que es considerado la ‘ONU’ de los proyectos que secuencian el genoma del cáncer. Es el proyecto de análisis genómico más grande y completo hasta la fecha. Los 5.000 genomas de 2.658 donantes (una muestra del genoma de cáncer y una del genoma de base por cada donante) generan más de 800 terabytes de datos. La base de datos será un recurso de acceso libre para la comunidad científica, acelerando nuevos descubrimientos como la identificación de dianas terapéuticas para fármacos existentes.

“Los nuevos hallazgos son clave para el desarrollo de la medicina personalizada, una vez que la secuenciación del genoma de un cáncer sea común en el ámbito clínico”, dice Ivo Gut, director del CNAG-CRG y líder de uno de los grupos de trabajo que forman el PCAWG. “En un futuro no demasiado lejano podremos diagnosticar el tipo de tumor con precisión, predecir con más certeza la progresión de un cáncer y qué tratamiento se debe escoger.”

“Un estudio internacional de tal magnitud ha sido posible gracias al trabajo y colaboración entre miles de investigadores y técnicos de todo el mundo, y me gustaría felicitar a todos involucrados,” declara el Dr. Jan Korbel, miembro del comité directivo del proyecto e investigador del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) en Heidelberg, Alemania.

“Este trabajo ayuda a entender una dificultad médica que existe desde hace mucho tiempo. ¿Por qué dos pacientes con el mismo cáncer responden de manera muy diferente al mismo tratamiento? Mostramos que las razones que lo explican están escritas en el ADN. El genoma de cada paciente es único, pero hay unos patrones finitos, y con estudios lo suficientemente grandes podemos identificar estos patrones y optimizar el diagnóstico y el tratamiento,” declara Dr. Peter Campbell, también miembro del comité directivo del proyecto, y líder del grupo de cáncer, envejecimiento y mutación somática del Wellcome Sanger Institute, en el Reino Unido.

El proyecto se inició en el Ontario Institute of Cancer Research en Canadá y actualmente se coordina desde la Universidad de Glasgow en Escocia. Entre los 1.300 investigadores contribuyentes al proyecto figuran científicos del Centro de Regulación Genómica, la Universidad Pompeu Fabra, el Institut de Biologia Evolutiva, la Universidad de Santiago de Compostela, el Institut de Recerca Biomèdica Barcelona y el Barcelona Supercomputing Centre-Centro Nacional de Supercomputación.

EN CATALÀ

El mapa més complet del genoma del càncer ajuda a identificar mutacions dècades abans de que aparegui un tumor

Un consorci internacional de científics publica avui una col·lecció de 23 estudis a la revista Nature, on descriuen el mapa més complet del genoma de 38 tipus de càncer fins a dia d’avui. Els resultats són un pas important per al desenvolupament de la medicina personalitzada en el tractament del càncer.

Espanya ha  contribuït al projecte mitjançant la seqüenciació de 95 tumors primaris de leucèmia limfàtica crònica al Centre Nacional d’Anàlisi Genòmica (CNAG-CRG), part del Centre de Regulació Genòmica (CRG) a Barcelona.

Fins ara els científics han buscat gens vinculats a la proliferació del càncer en el 1% del genoma humà que codifica les proteïnes. En aquest estudi s’ha seqüenciat el 99% del genoma restant, desenvolupant nous mètodes per a investigar el rol que juga el “genoma invisible” en la progressió del càncer i per a investigar les causes, els mètodes de prevenció, el diagnòstic i el tractament de la malaltia.

Entre les troballes dels 23 estudis publicats avui destaquen:

  • El genoma d’un càncer és complex però desxifrable. Combinant la seqüenciació del genoma complet d’un càncer amb les eines analítiques, es  pot identificar cada canvi genètic, els processos que generen les mutacions, i fins i tot l’ordre d’esdeveniments en la vida d’un càncer.
  • Els investigadors han identificat, almenys, una mutació causant en el 95% dels tipus de càncer analitzats, i descobert processos cancerígens tan diversos com canvis en una sola lletra de l’ADN fins a la reorganització de cromosomes sencers. Això ajudarà en el diagnòstic de càncer i també en la identificació de noves dianes terapèutiques per a l’ús de fàrmacs.
  • Un nou mètode de “datació per carboni” identifica mutacions anys o inclús dècades abans de que aparegui un tumor. En teoria, la troballa obre la porta a la detecció preventiva del càncer.
  • El tipus de tumor pot ser identificat pels patrons de canvis genètics en el genoma, que donen pistes sobre la causa del càncer. Fumar o prendre el sol deixa uns patrons característics, mentre que alguns trastorns del càncer heretats deixen un patró diferent. El consorci ha catalogat aquests patrons, que poden ser comparats amb els patrons del tumor d’un pacient per facilitar el diagnòstic de càncer quan fallen les proves clíniques convencionals.

El consorci ‘Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes Project’ (PCAWG) és una col·laboració mundial en la que participen 1.300 investigadors de 70 centres a 37 països diferents, és considerada l’“ONU” dels projectes de seqüenciació del genoma del càncer. Es la iniciativa d’anàlisi genòmica més gran i completa fins a dia d’avui. Els 5.000 genomes de 2.658 donants (una mostra del genoma de càncer i una del genoma de base de cada donant) van generar més de 800 terabytes de dades. La base de dades serà un recurs d’accés lliure per a la comunitat científica, accelerant nous descobriments com la identificació de dianes terapèutiques per a fàrmacs existents.

“Els nous descobriments són clau per al desenvolupament de la medicina personalitzada un cop la seqüenciació del genoma d’un càncer sigui comú en l’àmbit clínic”, diu Ivo Gut, director del CNAG-CRG i líder d’un dels grups de treball que formen el PCAWG. “En un futur no gaire llunyà podrem diagnosticar el tipus de tumor amb precisió, predir amb més certesa la progressió d’un càncer i quin tractament s’ha d’escollir.”

“Un estudi internacional d’aquesta magnitud ha estat possible gràcies a la feina i col·laboració entre milers d’investigadors i tècnics de tot el món i vull felicitar a tots els implicats,” declara Jan Korbel, membre del comitè directiu del projecte i investigadors del Laboratori Europeu de Biologia Molecular (EMBL), a Heidelberg, Alemanya.

“Aquest treball ajuda a entendre una dificultat mèdica que existeix des de fa molt de temps. Per què dos pacients amb el mateix càncer responen de manera molt diferent al mateix tractament? Mostrem que les raons que ho expliquen estan escrites a l’ADN. El genoma de cada pacient és únic, però hi ha uns patrons finits, i amb estudis suficientment grans podem identificar aquests patrons i optimitzar el diagnòstic i el tractament,” diu Peter Campbell, també membre del comitè directiu del projecte i líder del grup de càncer, envelliment y mutació somàtica al Wellcome Sanger Institute, al Regne Unit.

El projecte es va iniciar a l’Ontario Institute of Cancer Research a Canadà i actualment es coordina des de la Universitat de Glasgow a Escòcia. Entre els 1.300 investigadors que han contribuït al projecte figuren científics del Centre de Regulació Genòmica, la Universitat Pompeu Fabra, l’Institut de Biologia Evolutiva, la Universidad de Santiago de Compostela, l’Institut de Recerca Biomèdica Barcelona i el Barcelona Supercomputing Centre-Centro Nacional de Supercomputación.