Forskere har udviklet en CRISPR-teknik, hvormed de i mus kan skabe alle tænkelige mutationer og kombinationer af mutationer. Teknikken gør det meget lettere at studere betydningen af enkelte mutationer i udviklingen af kræft, siger forsker.
Mutationer kan give kræft, men ofte sker kræft ikke på grund af én mutationer, men er resultatet af en kombination af flere mutationer.
Inden for forskning i kræft kan det dog nogle gange være svært at studere betydningen af flere mutationer sammen, fordi man ofte studerer kræft i mus med kun én mutation ad gangen.
Vil man studere flere mutationer samtidig, skal man krydse musene, og det kan måske godt lade sig gøre ved to mutationer, men bliver meget mere bøvlet ved for eksempel 11 mutationer.
Omvendt kan det være svært at vide, hvad én mutation gør, når den er til stede i kræft sammen med 10 andre.
For at komme omkring problemet har forskere nu udviklet en teknik, som ved hjælp af den molekylære saks CRISPR/Cas9 kan lave lige akkurat de mutationer i mus, som forskerne vil undersøge.
Det kan dreje sig om enkelte mutationer eller kombinationer af mutationer.
»Når man sekventerer en tumor og leder efter mutationer, vil man ofte finde mutationer i alle mulige eksotiske gener, og det er faktisk ikke til at sige, om mutationerne er vigtige for kræftudviklingen eller ej. Det er især gældende, hvis der er flere mutationer til stede på samme tid. Så kan nogle mutationer være en form for blinde passagerer, der optræder sammen med kræftfremkaldende mutationer, men ikke gør noget. Med vores CRISPR-teknik kan vi skabe præcis den mutationssammenhæng, som vi gerne vil undersøge, i levende mus og undersøge betydningen af mutationerne hver for sig,« forklarer en af forskerne bag udviklingen af teknikken, lektor Martin K. Thomsen fra Institut for Biomedicin ved Aarhus Universitet.
Forskningen er offentliggjort i Nature Communications.
Laver mutationer i levende mus
Den teknik, som forskerne har udviklet, benytter mus, der har Cas9 udtrykt i de organer, forskerne gerne vil undersøge kræft i.
I studiet har forskerne benyttet metoden til at studere prostatakræft.
Cas9 er den molekylære saks i CRISPR/Cas9, mens CRISPR-delen fortæller, hvor saksen skal klippe, altså hvilket gen der skal skabes en mutation i.
Når forskerne vil skabe en helt specifik mutation i prostata i levende mus, skal de på den måde blot tilføre en målrettet CRISPR-guide, og Cas9 i musene vil så lave den ønskede mutation.
Den ønskede mutation kan som eksempel være en mutation, som er fundet hos en lille eller stor del af patienter med prostatakræft, men hvor betydningen af mutationen er ukendt, fordi mutationen ofte optræder sammen med andre mutationer.
Forskerne har i deres studie også vist, at de kan lave én, tre, fem, seks eller sågar otte forskellige mutationer i prostatakræft i den samme mus.
»Så kan vi ved at lave forskellige kombinationer af mutationer se, hvad den enkelte mutation gør. Sætter den turbo under kræftudviklingen, eller forsinker den måske kræftudviklingen. Det er den slags spørgsmål, som vi kan besvare med denne teknik,« forklarer Martin K. Thomsen.
Mutationer øger risikoen for metastaser
I studiet har forskerne benyttet teknikken til at undersøge, hvad genet Kmt2c rent faktisk laver ved udvikling af prostatakræft.
Kmt2c er relativt tit muteret ved prostatakræft, men dets specifikke rolle har indtil nu været et mysterium. Både cellelinjer og mus med blot denne mutation udvikler nemlig ikke kræft. Ja, der sker faktisk nul og niks.
I studiet undersøgte forskerne derfor, hvad der sker, når man tillægger denne mutation til andre mutationer ved prostatakræft.
Det kunne forskerne let gøre med den udviklede teknik.
Denne del af forskningen viste, at hvis der allerede er en tumor til stede, og Kmt2c bliver muteret, bliver der dannet kræftmetastaser. Ergo har Kmt2c noget med kræfttumorers evne til at danne metastaser at gøre.
Finder betydning af mutation
Efter forskerne havde identificeret, at Kmt2c har noget med metastaser at gøre, undersøgte de, hvor genet udøver sin effekt.
Denne undersøgelse viste, at ved mutationer i Kmt2c bliver et området af kromosomet med mellem fem og ti gener opreguleret, altså generne i området af kromosomet bliver overudtrykt.
Forskerne undersøgte betydningen af specifikt to af disse gener, nemlig generne Odam og Cabs1, hvis funktion ikke før er blevet beskrevet.
Her benyttede de igen CRISPR/Cas9 til at mutere generne, og så undersøgte de, om musene så stadig fik metastaser, selvom Kmt2c var blevet muteret.
Det gjorde de ikke.
»Vi peger på nogle sammenhænge, der giver os en større forståelse af, hvordan forskellige mutationer spiller ind i prostatakræft. Når Kmt2c er muteret, leder det til en opregulering af Odam og Cabs1, som hver især er essentielle gener i forhold til dannelse af metastaser. Vi ved endnu ikke, hvad disse gener specifikt gør, men det kan yderligere forskning vise,« siger Martin K. Thomsen.
Han fortæller også, at efter forskerne havde identificeret den rolle, som Kmt2c spiller ved udvikling af metastaser til prostatakræft, er nogle af hans kollegaer også blevet mere opmærksomme på det hos patienterne.
»Pludselige lægger de jo mærke til, hvor ofte Kmt2c er muteret hos patienter med prostatakræft, hvor kræften har dannet metastaser. Det er ellers noget, som man normalt ikke ville lægge mærke til, når man kigger på effekter af mange forskellige mutationer. På den måde kan vi også sandsynliggøre, at vores opdagelse har relevans for kræft i mennesker. Den viden er guld værd. Det næste skridt bliver at finde ud af, hvordan det kan blive relevant i klinikken,« siger Martin K. Thomsen.
Laver også andre former for kræft
Martin K. Thomsen fortæller, at teknikken ikke bare kan gøre forskerne klogere på forskellige mutationers betydning ved prostatakræft, men også ved flere andre former for kræft.
Forskerne har blandt andet benyttet teknikken til at lave specifikke mutationer og kombinationer af mutationer og derved give mus hjernekræft, lungekræft og bugspytkirtelkræft.
Til gengæld kæmper forskerne med at få teknikken til at fungere ved for eksempel tarmkræft.
»Vi er rigtig gode til de mutationer, hvor et gen mister sin funktion, men vi kæmper lidt med de mutationer, hvor et gen bliver overaktiveret. Det er noget, som vi selvfølgelig arbejder på, og som vi gerne vil kunne i fremtiden,« siger Martin K. Thomsen.
