У однієї з близнючок виявили масу на обличчі ще до народження, що призвело до передчасних пологів. Магнітно-резонансна томографія на 33-му тижні показала цю масу. Коли близнючки народилися через тиждень, у обох виявили пухлини.

Обидві дівчинки мали один і той же рак, що викликало питання, яке не можна було вирішити лише їх спільним походженням.

Чи почалася хвороба окремо у кожної з близнючок, чи ракові клітини передалися від однієї до іншої до народження?

Дослідники звернулися до записів, прихованих у їхніх клітинах. Зміни в ДНК, які накопичувалися в процесі розвитку, дозволили команді відтворити події, які сталися за кілька місяців до виявлення пухлини.

Дослідження, опубліковане в Nature Communications, показало, що рак почався у однієї з близнючок і передався до іншої в утробі, найімовірніше, через один перенесення наприкінці другого триместру. Це дослідження також виявило підказки про те, як самі близнючки сформувалися.

Дві дівчинки, Амелія та Амая, померли незабаром після народження. Їхня родина погодилася на проведення посмертних досліджень для наукових цілей. Автори присвятили дослідження сестрам, чиє ім'я хотіла визнати їхня мати.

Команда включала дослідників з Інституту Велькома Сангера, лікарні Грейт Ормонд Стріт та Кембриджського університету.

Дівчинка з масою на обличчі в статті названа близнюком А. При народженні у неї виявили пухлинні відкладення в кількох органах. Її сестра, близнюк Б, спочатку мала ураження на шкірі; пізніше виявили хворобу, що вражає оболонки навколо мозку та спинного мозку.

Пухлини були класифіковані як недиференційовані саркоми. Саркоми м'яких тканин виникають у тканинах, таких як м'язи, жир та підтримуючі структури тіла. У всіх зразках пухлин близнюків виявили однакове злиття двох генів, MN1 та ZNF341.

Відповідність пухлин була лише початком: команді потрібно було визначити, чиї клітини почали рак.

Тут виявилася корисною очевидна суперечність: ідентичні близнюки не завжди генетично ідентичні.

Вони починаються з одного заплідненого яйця, але зміни в ДНК можуть виникати в процесі множення їхніх клітин. Зміна, яку отримала одна клітина, може передаватися її нащадкам, позначаючи певну гілку клітинного родоводу розвиваючогося тіла.

Порівняння цих позначок у різних тканинах виявляє спільних предків і відрізняє клітини однієї близнючки від клітин її сестри.

Команда секвенувала 10 зразків пухлин, 12 зразків нормальної тканини від близнюків та 11 зразків плаценти. Вони також досліджували 12 зразків плаценти, збагачених клітинами, які беруть участь у формуванні плаценти.

Дослідники виявили, що рак почався у близнюка А, а потім ракові клітини передалися близнюку Б до народження і також утворили пухлини там. Докази містилися в пухлинах другої дівчинки: їхні клітини мали генетичні маркери, що належать її сестрі.

Дослідження вказує на поширення через плаценту, яку вони ділили. Генетичний аналіз встановлює, з якої сестри походив рак, але не показує безпосередньо, як клітини перетнули або яким шляхом вони пішли.

Найімовірніше, початковим місцем була маса на обличчі близнюка А. Рак розвивався в різні клітинні популяції та поширювався в її тілі, перш ніж досягти її сестри. Патерн у близнюка Б підтримував відносно пізнє, одне перенесення.

Дослідники потім використали накопичені мутації, щоб оцінити, коли це сталося. Припускаючи, що мутації накопичувалися з постійною швидкістю, вони розмістили походження пухлини на кінець першого триместру, а її перенесення - наприкінці другого триместру.

Ці дати є оцінками, які залежать від припущеної швидкості мутацій, а не від безпосередніх спостережень.

Було ще одне здивування: нормальні клітини перемістилися в протилежному напрямку. Генетичні маркери в зразку селезінки близнюка А вказували на те, що близько 75 відсотків вибраних клітин походили від близнюка Б, що відповідає змішуванню крові між сестрами.

Родові лінії близнюків також нерівномірно сприяли їхнім тілам і плаценті. Одна гілка майже виключно сприяла близнюку А, інша - обом сестрам і плаценті, а третя - близнюку Б і плаценті. Цей патерн вказує на більш раннє ембріональне розділення, ніж класична модель для цього типу ідентичного близнюкового розподілу передбачає.

Однак це була одна пара близнюків, і аналіз міг відновити лише ті лінії, які вижили в досліджуваних тканинах.

Раніше дослідження близнюків з лейкемією також вивчали початки раку до народження. Цей випадок додає детальну реконструкцію шляху пухлини м'яких тканин, не встановлюючи, як часто такі перенесення відбуваються.

Дослідження не показує, що рак у однієї близнюки обов'язково повинен досягти іншої. Дослідники інтерпретують перенесення як рідкісну подію, а не як невідворотний наслідок спільного пренатального середовища сестер.

Цей підхід пропонує спосіб досліджувати розвиток дитячих пухлин поряд з нормальним ростом.

Дослідження було опубліковане в Nature Communications.