Στην ασθένεια του καρκίνου οφείλονται εκατομμύρια θάνατοι ετησίως. Η χημειοθεραπεία, έχοντας στη φαρέτρα της εκατοντάδες αντικαρκινικές ουσίες, αποτελεί μια ευρέως διαδεδομένη θεραπευτική προσέγγιση για την αντιμετώπιση του καρκίνου. Η αποτυχία της, καταλογίζεται συχνά στη χημειοαντοχή, οδηγώντας στην υποτροπή της ασθένειας. Χημειοαντοχή είναι η ικανότητα των καρκινικών κυττάρων να επιβιώνουν παρά τη χορήγηση θεραπευτικού παράγοντα.
Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η εύρεση γονιδίων που συμμετέχουν στη χημειοαντοχή μέσα από αναλύσεις ελεύθερων διαθέσιμων δεδομένων μικροσυστοιχιών. Τα γονίδια αυτά δύναται να αξιοποιηθούν ως βιοδείκτες ή νέοι θεραπευτικοί στόχοι. Αφετηρία της μελέτης είναι η αναζήτηση του όρου «χημειοαντοχή» στο αποθετήριο της βάσης δεδομένων GEO. Η συλλογή και διαλογή πειραμάτων μικροσυστοιχιών, βασίζεται σε προκαθορισμένα κριτήρια, με επίκεντρο τη σύγκριση του μεταγραφικού προφίλ χημειοανθεκτικών έναντι χημειοευαίσθητων καρκινικών κυττάρων. Η ανάλυση των δεδομένων πραγματοποιείται με τη γλώσσα προγραμματισμού R σε συνδυασμό με τα πακέτα του λογισμικού Bioconductor. Τα βήματα επεξεργασίας των δεδομένων αφορούν τον ποιοτικό έλεγχο, την κανονικοποίηση, το σχολιασμό των ανιχνευτών της εκάστοτε πλατφόρμας της μικροσυστοιχίας και την ανάλυση διαφορικής έκφρασης. Συνολικά αξιοποιούνται δεδομένα από 15 εγγραφές (GSEs) της GEO, τα οποία συγκροτούν τρεις ομάδες μελέτης φαρμάκων. Στην πρώτη ομάδα εξετάζεται η ανθεκτικότητα στην ανθρακυκλίνη δοξορουβικίνη και εμπεριέχονται τρεις υποομάδες (καρκίνος μαστού, νευροβλάστωμα, καρκίνος ωοθηκών). Συγκρίνονται τα διαφορικά εκφραζόμενα γονίδια για χημειοαντοχή που προκύπτουν από κάθε επιμέρους υποομάδα. Επιπλέον δίνεται έμφαση στην ανάδειξη γονιδίων που εμπλέκονται στη χημειοαντοχή για τον καρκίνο του μαστού. Η δεύτερη ομάδα επικεντρώνεται στον αντιμεταβολίτη γεμσιταβίνη, όπου εντοπίζονται οι ομοιότητες τριών πειραμάτων για καρκίνους ουροδόχου και χοληδόχου κύστης. Τέλος, για την τρίτη ομάδα εξετάζεται ο αλκυλιωτικός παράγοντας σισπλατίνη, σε κύτταρα καρκίνου ωοθηκών. Για κάθε ομάδα και υποομάδα, γονίδια με πιθανό ρόλο στη χημειοαντοχή αποκαλύπτονται, τόσο γνωστά όσο και καινούρια.
(EL)
Cancer accounts for millions of deaths every year. Chemotherapy is one of the most widely used cancer treatments, providing a wealthy arsenal of anticancer drugs to combat the cancer disease. Chemoresistance is often responsible for chemotherapy failures, leading to cancer relapse. Chemoresistance refers to the ability of cancer cells to survive despite the administration of therapeutic agents.
This project aims to identify genes associated with chemoresistance by analyzing freely available data from microarray experiments. These genes could serve as biomarkers or novel therapeutic targets. The study commenced by querying the term “chemoresistance” within the GEO database repository. The collection and selection of microarray data are based on predefined standards, focusing on comparing the expression profiles between chemoresistant and chemosensitive cancer cells. The data are processed using the R programming language in conjunction with the Bioconductor software packages. Microarray data analysis involves several steps, including quality control, normalization, annotation of probes specific to each microarray platform, and the analysis of differential expression. In total, data from 15 GEO records (GSEs) are utilized, encompassing three drug study groups. The first group is focused on resistance to the anthracycline doxorubicin and consists of three subgroups (breast cancer, neuroblastoma, ovarian cancer). The differentially expressed genes associated with chemoresistance generated from each subgroup are compared. Additionally, the identification of genes implicated in chemoresistance within the breast cancer group is emphasized. The next group is centered on the antimetabolite gemcitabine, examining the similarities across three experiments for bladder and gallbladder cancer. Lastly, the third group is studied on the alkylating agent cisplatin on ovarian cancer. For each group and subgroup, genes with potential roles in chemoresistance are revealed, with some of them already known and others identified as novel.
(EN)
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
