102125 Tutkimus

Työperäisen keuhkosyövän varhaisdiagnostiikkaan soveltuvat geenimuutokset

Asbestille altistuneilla on moninkertainen keuhkosyövän riski muuhun väestöön verrattuna varsinkin, jos he ovat myös tupakoineet. Etsimme keuhkosyövälle ominaisia geenimuutoksia, jotka olisivat havaittavissa varhaistoteamiseen soveltuvilla menetelmillä esimerkiksi ysköksen irtosolunäytteistä. Alustavat havaintomme keuhkosyövän geeniekspressiokartoituksesta viittaavat siihen, että asbestille altistuneilla esiintyy tiettyjä keuhkosyövän geenimuutoksia useammin kuin altistumattomilla. Mikäli jatkotutkimukset varmistavat havainnon, on mahdollista, että osa näistä geenimuutoksista voisi toimia varhaisena merkkinä syövän kehittymisestä nimenomaan asbestille altistuneilla. Tutkimusaineiston muodostaa aikaisemmin keräämämme n. 200 kirurgisesti hoidettua keuhkosyöpätapausta. Altistuminen asbestille ja tupakointi on selvitetty henkilökohtaisella haastattelulla. Edustavat otokset analysoidaan uusilla cDNA- ja kudosmikrolevytekniikoilla. Valitsemme mielenkiintoisimmat geenien ilmenemistason muutokset ja tutkimme niiden taustalla olevia geenimuutoksia. Tutkimme suuren määrän syöpiä ja syöpää edeltäviä muutoksia PCR-pohjaisilla menetelmillä ja/tai kudosmikrolevytekniikalla saadaksemme käsityksen muutosten yleisyydestä asbestialtistumiseen liittyvissä keuhkosyövissä ja geenimuutosten ilmenemisen ajankohdasta suhteessa syövän kehittymisen eri vaiheisiin. Tutkimusten tuloksena voi syntyä asbestille altistuneiden keuhkosyövän seulontaan ja varhaistoteamiseen soveltuvia testejä.

Hankkeen vastuuhenkilö
Sisko Anttila

Aineistoa Materials-välilehdellä.

SIRUTEKNOLOGIALLA HARAVOIDAAN ASBESTIN AIHEUTTAMAA SYÖPÄÄ

2008-03-18 00:00:00.0

Asbesti aiheuttaa syöpiä viiveellä, usein vasta 30-40 vuotta altistumisesta. Siruteknologian nopea kehitys on avannut uusia mahdollisuuksia tutkia taudin, keuhkosyöpäriskin, aiheuttajan ja geenimuutosten suhdetta sekä tautien patogeneesia. Työsuojelurahasto on tukenut Työterveyslaitoksen rinnalla tutkimushanketta.

Tutkimuksen tuloksena voi syntyä asbestille altistuneiden keuhkosyövän seulontaan ja varhaistoteamiseen soveltuvia testejä. Asbestille altistuneilla on moninkertainen keuhkosyövän riski muuhun väestöön verrattuna varsinkin, jos he ovat myös tupakoineet.

Asbestin käyttö saavutti huippunsa länsimaissa 1970-luvulla, mutta maailmanlaajuisesti asbestin käyttö on edelleen yleistä. Asbestisairauksien epidemian ennustetaan jatkuvan vielä vuosikymmeniä. Tällä hetkellä ei tunneta mitään keuhkosyövän ominaisuutta tai molekulaarista muutosta, joka erottaisi asbestin aiheuttaman keuhkosyövän muista keuhkosyövistä.

Uusia menetelmiä tarvitaan terveysseurantaan


Kuolleisuus keuhkosyöpään ei ole juuri muuttunut viimeisten 30 vuoden aikana. Tämä johtuu osittain siitä, että suuri osa keuhkosyövistä todetaan edelleen liian myöhään ajatellen tehokkaita hoitomahdollisuuksia. Kun keuhkosyöpä todetaan varhaisvaiheessaan, 5-vuotisennuste nousee yleisestä noin 10 prosentista jopa 60-80 prosenttiin. Sen vuoksi tarvitaan uusia, keuhkosyövän varhaista diagnoosia auttavia menetelmiä etenkin asbestille altistuneiden ja muiden korkean keuhkosyöpäriskin henkilöiden terveysseurantaan.

Suomessa asbestisyövän toteaminen perustuu epidemiologisista tutkimuksista saatuun tietoon. Jos työhistoria ja/tai keuhkokudoksen asbestipitoisuuden perusteella voidaan olettaa, että henkilön riski saada asbestiin liittyvä syöpä on ollut vähintään kaksinkertainen altistumattomaan verrattuna, syöpä korvataan ammattitautina. Monissa muissakin Euroopan maissa kriteerit ovat samantapaiset.

Siruteknologia mahdollistaa tuhansien geenien yhtäaikaisen tutkimisen


Yhdestä näytteestä voidaan siruteknologian avulla tutkia tuhansia geenejä. Näillä tekniikoilla voidaan löytää proteiinien tai RNA:n ilmenemisen muutoksia, joista on voitu analysoida esimerkiksi kasvaintautien luokittelua, pahanlaatuisuutta tai hoitovastetta kuvaavia malleja.

Kudossiruilla (monikudosblokit) voidaan varmentaa muilla sirutekniikoilla tehtyjä löydöksiä. Monikudosblokkeihin voidaan liittää pieni kudossiru kymmenien tai satojen potilaiden näytteistä, jolloin yhdellä kertaa päästään tutkimaan suurta näytemäärää. Näytteitä voidaan analysoida kaikilla parafiiniin petattuihin näytteisiin soveltuvilla tekniikoilla kuten vasta-ainevärjäyksillä tai fluoresenssi in situ –hybridisaatiolla.

Asbestisyövälle ominaisia geenimuutoksia tutkittiin


Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, onko löydettävissä geenimuutoksia, jotka olisivat spesifejä asbestialtistumiseen liittyvälle keuhkosyövälle tai erottaisivat asbestisyövät muista keuhkosyövistä.

Keuhkosyöpien tutkimusaineistot valittiin Työterveyslaitoksessa vuosina 1988-1996 kerätystä noin 150 kirurgisesti hoidetun keuhkotuumorin aineistosta. Mikrosirututkimuksessa analysoitiin 28 miespuolisen keuhkosyöpäpotilaan syöpäkudosta ja normaalia keuhkokudosta. Näistä 14 potilasta oli altistunut voimakkaasti asbestille ja 14 oli asbestille altistumattomia. Lisäksi tutkittiin syöpäkudosta 9 lievemmin asbestille altistuneelta. Asbestille altistuminen ja altistumattomuus todettiin työhistorian ja keuhkokudoksen asbestipitoisuuden perusteella.

Yksi tutkimuksen päämääristä oli paikantaa kromosomaalisia muutoksia, jotka erottavat asbestisyövät muista keuhkosyövistä.

Tutkimustulokset lupaavia


Tutkimuksessa käytettyjen menetelmien yhdistelmä – nimittäin hyvin altistuminen ja taudin suhteen karakterisoitu aineisto, genomin laajuisesti geenien RNA –tason ilmenemistä mittaavat mikrosirut ja geenien kopiolukua mittaavat, vertailevaa genomista hydridisaatio –tekniikkaa hyödyntävät perinteiset ja mikrosirumenetelmät – osoittautui erittäin lupaavaksi tutkittaessa asbestialtistumisen ja keuhkosyövän geenimuutosten välistä yhteyttä. Samalla lähestymistavalla voitaisiin todennäköisesti saada uutta tietoa myös muiden ammattitautien spesifeistä geenimuutoksista ja patogeneettisistä mekanismeista.

Tutkimuksessa löydettiin geeniekspressioprofiili ja useita geenialueita, jotka pienessä aineistossa erottivat tilastollisesti merkitsevästi asbestille altistuneiden ja altistumattomien keuhkosyöpiä. Löydökset antavat aihetta jatkotutkimuksiin.

Isoa epidemiologista tutkimusta kaivataan


Jatkotutkimuksia tarvitaan sellaisen geenimuutosten yhdistelmän löytämiseksi, joka ison epidemiologisen tutkimuksen perusteella erottelisi parhaiten asbestille altistuneiden ja altistumattomien keuhkosyöpiä ja jonka pohjalta voitaisiin kehittää diagnostisia testejä. Toiseksi, tarvitaan tutkimusta asbestisyövän mekanismeista. Tutkimuksessa löydetyille asbestisyöville tyypilliset muutokset antavat viitteitä keskeisistä geeneistä ja signaalivälitysreiteistä.

Yksi tutkimuksen tavoitteista oli löytää geenimuutoksia, joita tulevaisuudessa voitaisiin käyttää asbestille altistuneiden keuhkosyövän nykyistä varhaisempaan toteamiseen. Jatkotutkimuksia varten ollaan keräämässä yskös- ja verinäytteitä asbestille altistuneilta ja tupakoitsijoilta, joilla on korkea keuhkosyöpäriski. Alustavasti on testattu edellä mainittuihin yskösnäytteisiin kaupallista FISH-testiä, jolla voidaan havaita keuhkosyövässä tavallisia geenimonistumia. Tästä testistä ei ole hyötyä asbestille altistuneiden seurannassa. Uusia keuhkosyövän varhaisdiagnostiikkaan sopivia testejä tarvitaan.

Toimittaja
Sinikka Luhtasaari

Aineistoa Materials-välilehdellä.

In Search of Genetic Markers for Early Detection of Asbestos-Related Lung Cancer

No histological or molecular markers are yet known that would distinguish asbestos-induced lung cancer from other lung cancers. This study, co-ordinated by the Finnish Institute of Occupational Health, was aimed at investigating whether there are any changes in gene expression or gene copy numbers that might be specific to asbestos exposure-related lung cancer, studying any such candidate genes in larger lung cancer material and selecting the most promising findings for further study.

The study was conducted in material consisting of tissue samples from about 150 lung cancer patients and in sputum samples from asbestos-exposed and non-asbestos-exposed smokers and non-smokers. Gene expression level was analysed using microarrays capable of identifying 18 000 genes, gene copy numbers were determined by conventional comparative genomic hybridisation (CGH) and the CGH microarray method (covering 12 814 genes), the expression of nine selected genes was verified by the reverse transcriptase-polymer chain reaction (RT-PCR) method, loss of heterozygosity (LOH) in potentially differentiating chromosomal regions was investigated using fragment analysis, and fluorescence in situ hybridisation (FISH) was used to study DNA copy numbers in certain chromosomal loci in sputum samples according to asbestos exposure and smoking status.

The study succeeded in identifying genes and a gene expression profile that distinguished the lung carcinomas of asbestos-exposed patients from those of non-exposed patients. These findings are promising regarding the development of markers for early detection of lung cancer. In contrast, the FISH test to detect gene amplifications in sputum samples did not appear to be useful in monitoring asbestos-exposed individuals. Translated and edited by
Esko Meriluoto

Project-related materials can be found under the Materials tab.

Hanketiedot

  • HakijaTyöterveyslaitos
  • ToteuttajaTyöterveyslaitos, Työlääketieteen osasto
  • Lisätietoja
  • Sisko Anttila
    030 4741
    (09) 4747 2021
  • Toteutusaika
  • 2002-10-01 00:00:00.0 - 2004-12-01 00:00:00.0
  • Työsuojelurahaston päätös
  • 2002-06-10 00:00:00.0
    94900.0 euroa
  • Kokonaiskustannukset
  • 191905.0 euroa
  • Tulokset valmistuneet 2005-04-13 00:00:00.0

Aiheluokitus