Moffitt Cancer Centerの科学者らが、縦断的な単一細胞測定を利用して、全染色体の獲得と喪失が腫瘍の進化的経路をどのように形成するかを推測する計算手法ALFA-Kを開発したと報告。Nature Communicationsに掲載されたこの研究では、これらの大規模染色体変化は、細胞コンテキストや治療関連ストレスによって影響を受ける測定可能なパターンを追従し、純粋なランダム性として展開するのではなく主張されている。
細胞が全染色体を獲得または喪失すると、がんは急速に進化する。これらは一度に多数の遺伝子の投与量を変え、腫瘍の成長様式やストレス応答を再構築する大規模変化である。 H. Lee Moffitt Cancer Center & Research Instituteの研究者らは、新しい計算アプローチALFA-K（Adaptive Local Fitness landscapes for Aneuploid Karyotypes）を記述。これは、こうした染色体レベルの変化が時間とともにどのように蓄積するかを予測することを目的とする。チームによると、ALFA-Kは縦断的単一細胞データ向けに設計されており、がん細胞集団が異なる染色体「状態」を通過する方法を再構築し、治療関連ストレスを含む選択圧下でどの染色体組み合わせが好まれるかを推定できるという。 リリースに付随するQ&Aで、責任著者Noemi Andorは、腫瘍遺伝学の一時的なスナップショットを超え、どの染色体組み合わせが細胞の持続を助けるかを定量化することを目標としたと述べた。「がんは進化する。腫瘍が成長するにつれ、その細胞はDNAの複製と分裂時に絶えずミスを犯す。その多くは全染色体の獲得または喪失を含む」とAndorは語った。 研究者らによると、ALFA-Kは個別の染色体獲得や喪失を固定効果として扱う従来のアプローチと異なり、コンテキスト依存性をモデル化する—同じ染色体変化は細胞の既存の染色体構成によっては有利または有害となり、進行中の染色体不安定性を組み込む。 研究では、27万以上の異なる染色体構成にわたる適応度を推定し、環境条件とシスプラチン治療が染色体コピー数シフトの適応度影響を変えると結論づけた。分析はまた、全ゲノム二倍化—細胞が全染色体を複製する—を、極端な染色体不安定性の害を緩衝するメカニズムとして強調し、研究者らはゲノム二倍化が進化的に有利になる閾値を記述した。 本論文はRichard J. Beck、Tao Li、Noemi Andorを著者として挙げ、2025年12月末にNature Communicationsオンラインで掲載された。研究はU.S. National Cancer Instituteにより支援され、助成金1R37CA266727-01A1、1R21CA269415-01A1、1R03CA259873-01A1を含む。 研究者らは、長期的にはALFA-Kのようなツールが「進化認識」治療戦略を支援可能で、生検などの反復サンプリングを使って腫瘍が危険な進化的移行に近づいているかを特定し、耐薬性への経路を制限する治療を選択すると述べた。
