دانلود ترجمه مقاله استنباط درخت برای داده های تک سلولی

1. پیشینه 2. نتایج و بحث و بررسی 3. نتیجه گیری ها 4. روش ها

پیشینه: پیشرفت تومور را می توان فرآیند تکاملی پویا توصیف کرد که در سطح سلول های انفرادی عمل می کند [3-1]. معمولا تومور از یک سلول بانی پدید می آید که مجموعه متمایزی از ضایعات ژنتیکی (اپی ژنتیک) آن موجب می شود نسبت به سلول های اطراف رشد بیشتری داشته باشد و به گریز از پاسخ سیستم ایمنی بیمار کمک کند. در نتیجه کلونی (بافتزاد) که از این سلول ایجاد می شود با گذشت زمان گسترش پیدا می کند و سلول های حاصل از آن با جهش های بیشتر به شکل زیرکلون های بیشتر توسعه پیدا می کنند [4]. زیر کلون ها در محیط تومور برای بدست آوردن منابع باهم رقابت می کنند و آنهایی که موفق می شوند جایگزین بقیه می شوند و در نهایت خودشان نیز مغلوب زیرکلون های جدید می شوند [5، 4]؛ رجوع کنید به شکل 1a. تصور می شود تفاوت ژنتیکی ناشی از این فرآیند که ناهمگونی درون تومور نامیده می شود، علت اصلی عود بعد از درمان سرطان باشد [7، 6]. معمولا اینگونه توجیه می شود که درمان دارویی اغلب زیرکلونی را هدف قرار می دهد که در زمان تشخیص غالب بوده است، و با فروکش کردن آن، گسترش زیرکلون هایی که قبلا سرکوب شده بودند و در معرض درمان نبودند یا پدید آمدن زیرکلون های مقاوم جدید روی می دهد [8]. برای پیشرفت تک کلونی تومور، ترتیب زمانی که جهش های خاصی در طی آن صورت گرفته است در تشخیص بیماری و امکان درمان دارویی از جمله اطلاعات مفید شناخته شده است [9]. بنابراین شناخت جامع تر تغییرات ژنتیکی تک تک تومورها و سابقه تکاملی آنها می تواند کلیدی در طراحی درمان های موثر خاص فرد برای سرطان باشد [11، 10، 6]. همه سلول ها در تومور از طریق شجره نامه دو دویی به هم مرتبط می شوند (شکل 1b). برای بازسازی سابقه تکامل آن براساس گونه های تک نوکلئوتیدی (SNV)، معمولا جاهای نامتناهی فرض می شود، یعنی پروفایل جهش سلول ها (شکل 1c) تبارزایی کاملی را شکل می دهد. تبارزایی (سیر تکامل) کامل در صورتی وجود دارد که برای همه جفت جهش های i1, i2، مجموعه سلول های دارای جهش i1 و مجموعه سلول های دارای جهش i2 یا جدا از هم هستند یا یکی زیرمجموعه دیگری است [12]. بیشتر روش ها برای بازساز ی تبارزایی تومور بر ترتیب نسبی (زمانی) در میان رویدادهای جهش تمرکز دارند (شکل 1d). این نوع درخت به طور ضمنی مجموعه زیرکلون های ممکن را از طریق پروفایل های جهش مشخص می کند که می توان از روی درخت با گردآوری جهش ها در مسیر از ریشه تا هر گرهی از درخت خواند. توجه داشته باشید که همه زیرکلون ها بویژه آنهایی که در گره های داخلی هستند باید سلول های زنده داشته باشند. هم چنین سلول ها را می توان از سلول هایی که در زیرکلون ها زنده مانده اند نمونه برداری کرد.

Background: Tumor progression can be described as a dynamic evolutionary process acting at the level of individual cells [1–3]. A tumor typically arises from a single founder cell whose distinct set of genetic (and epigenetic) lesions gives it a growth advantage over the surrounding cells and helps it to evade the patient’s immune response. As a consequence, the clone arising from this cell expands and, over the course of time, the descendant cells develop further into subclones by acquiring additional somatic mutations [4]. The subclones compete against each other for resources in the tumor environment and the more successful ones will replace others until eventually they themselves are out-competed by new subclones [4, 5]; see also Fig. 1 a. The genetic diversity arising from this process, referred to as intra-tumor heterogeneity, is believed to be a major cause of relapse after cancer treatment [6, 7]. The common explanation is that drug therapy often targets the dominant subclone at the time of diagnosis, and upon its remission, either an expansion of previously suppressed subclones, non-susceptible to the treatment, or an emergence of new resistant subclones is likely to happen [8]. For monoclonal tumor progression, the temporal order in which specific mutations have occurred has been shown to be informative for disease progression and susceptibility to drug therapy [9]. Therefore, a more comprehensive understanding of the genetic diversity of individual tumors and their evolutionary history is likely to be a key component in the design of personalized cancer therapies that are more effective [6, 10, 11]. All cells in a tumor are related via a binary genealogical tree (Fig. 1 b). To reconstruct their evolutionary history based on single-nucleotide variants (SNVs), the infinite sites assumption is typically made, which implies that the mutation profiles of the cells (Fig. 1 c) form a perfect phylogeny. A perfect phylogeny exists if for all pairs of mutations i 1, i 2, the set of cells having mutation i 1 and the set of cells having mutation i 2 are either disjoint or one is a subset of the other [12]. Most approaches to reconstructing tumor phylogenies focus on the partial (temporal) order among the mutation events (Fig. 1 d). This tree type implicitly defines the set of possible subclones via the mutation profiles that can be read from the tree by collecting the mutations on the path from the root to any other node in the tree. Not all possible subclones, in particular those at inner nodes, need to have surviving cells. Also, by chance, cells from surviving subclones may not be sampled.

بخشی از ترجمه مقاله (صفحه 23 فایل ورد ترجمه)