DOI: https://doi.org/10.1186/s41065-025-00570-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41622239
تاريخ النشر: 2026-02-02
المؤلف: Jidong Miao وآخرون
الموضوع الرئيسي: المعلوماتية الحيوية والشبكات الجينومية
نظرة عامة
يظل سرطان الرئة السبب الرئيسي للوفيات المرتبطة بالسرطان في جميع أنحاء العالم، حيث يمثل سرطان الرئة غير صغير الخلايا (NSCLC) حوالي 85% من الحالات. تعتبر مقاومة الأدوية تحديًا كبيرًا في علاج NSCLC، مما يقلل من فعالية العلاجات. تسلط هذه المراجعة الضوء على التقدم الأخير في فهم آليات مقاومة الأدوية في NSCLC من خلال دمج متعدد الأوميات، مما يوضح الشبكات الجزيئية، ويحدد العلامات الحيوية الحرجة، ويساعد في التحقق التجريبي من مرشحي تطوير الأدوية ذوي الأولوية العالية. تقترح استراتيجيات مثل مثبطات الجزيئات الصغيرة التي تستهدف البروتينات المقاومة والعلاجات المركبة الموجهة بواسطة متعدد الأوميات لمواجهة المقاومة.
لقد كشفت دمج أساليب متعدد الأوميات عن آليات أساسية، بما في ذلك إعادة برمجة التمثيل الغذائي وتأثير التغيرات الإبيجينية، مثل ميثلة الحمض النووي، على التعبير الجيني المرتبط بالمقاومة. أدت هذه الرؤى إلى تحديد أهداف علاجية جديدة واستراتيجيات، بما في ذلك مثبطات الجزيئات الصغيرة والعلاج المناعي، مما يعزز العلاج الشخصي ودقة التنبؤ. ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات، بما في ذلك تعقيدات دمج البيانات، ونقص المعايير، والتكاليف العالية، وانخفاض الإنتاجية لبعض التقنيات. يجب أن تركز الجهود المستقبلية على تطوير منصات متعدد الأوميات الآلية، وتقدم تحليل البيانات المدفوع بالذكاء الاصطناعي، وإقامة بروتوكولات موحدة عبر المؤسسات، وتعزيز البحث التعاوني لتسهيل الترجمة السريرية للنتائج، مما يحسن في النهاية من أساليب الطب الشخصي لـ NSCLC ومعالجة مقاومة الأدوية.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على القضية الحرجة لسرطان الرئة غير صغير الخلايا (NSCLC)، وهو أكثر الأنواع الفرعية انتشارًا من سرطان الرئة وسبب رئيسي للوفيات المرتبطة بالسرطان في جميع أنحاء العالم. على الرغم من التقدم في أساليب العلاج – بما في ذلك الجراحة، والعلاج الكيميائي، والعلاج الإشعاعي، والعلاجات المستهدفة جزيئيًا، والعلاج المناعي – لا تزال نسبة البقاء لمدة خمس سنوات لـ NSCLC غير مرضية، ويرجع ذلك أساسًا إلى تطور مقاومة الأدوية. هذه المقاومة هي ظاهرة بيولوجية متعددة الأبعاد لا يمكن فهمها بالكامل من خلال الدراسات التقليدية أحادية البعد، التي تركز غالبًا فقط على الطفرات الجينية.
يدعو المؤلفون إلى نهج شامل يستخدم البروتيوميات، التي تفحص مشهد البروتينات داخل الخلايا أو الأنسجة أو الكائنات الحية، للحصول على رؤى حول الحالات الوظيفية المرتبطة بمقاومة أدوية NSCLC. يؤكدون على أهمية دمج متعدد الأوميات، الذي يجمع بين البروتيوميات والجينوميات والترانسكريبتوميات والتمثيل الغذائي، لتوضيح الشبكات الجزيئية المعقدة التي تحرك المقاومة. تهدف هذه المراجعة إلى تجميع التقدمات الأخيرة في دمج متعدد الأوميات المعتمد على البروتيوميات، مقترحة أن إطارًا مركزيًا للبروتيوميات يمكن أن يكشف بشكل أكثر فعالية عن الآليات المعقدة للمقاومة. علاوة على ذلك، تناقش الورقة الآثار الترجيمية لهذه النتائج لاكتشاف أهداف الأدوية واستراتيجيات التغلب على المقاومة، مما يسهم في تطوير أساليب الطب الدقيق في NSCLC.
نقاش
يوفر قسم النقاش في ورقة البحث نظرة شاملة على تقنيات متعدد الأوميات وأهميتها في فهم مقاومة الأدوية في سرطان الرئة غير صغير الخلايا (NSCLC). يتم تسليط الضوء على البروتيوميات والجينوميات والترانسكريبتوميات والتمثيل الغذائي كعناصر حاسمة، وعندما يتم دمجها، تقدم رؤية شاملة للآليات الجزيئية الكامنة وراء المقاومة. تكشف البروتيوميات، المدفوعة أساسًا بواسطة مطياف الكتلة، عن مستويات تعبير البروتينات والتعديلات التي تعتبر أساسية لوصف الأورام وآليات المقاومة، مثل تلك المرتبطة بطفرات KRAS. تحدد الجينوميات الطفرات المحفزة للسرطان والطفرات الثانوية التي تساهم في المقاومة، بينما تلتقط الترانسكريبتوميات التغيرات الديناميكية في التعبير الجيني، بما في ذلك تلك المرتبطة بالفيروبوتوسيس والاستجابات المناعية. توضح التمثيل الغذائي إعادة برمجة التمثيل الغذائي في الخلايا المقاومة، رابطًا هذه التغيرات بالتكيفات الوظيفية التي تدعم البقاء تحت الضغط العلاجي.
يتم التأكيد على دمج هذه الطبقات الأومية كنهج قوي لفك تعقيدات مقاومة أدوية NSCLC. على سبيل المثال، يمكن أن يرتبط دمج بيانات البروتيوميات والجينوميات بالتغيرات الجينية مع التغيرات البروتينية اللاحقة، مما يعزز فهم آليات المقاومة. وبالمثل، يكشف دمج التمثيل الغذائي مع البروتيوميات كيف يتم دفع التكيفات الأيضية بواسطة تعبيرات بروتينية محددة، مما يوفر رؤى حول الأهداف العلاجية المحتملة. تؤكد الورقة على ضرورة استراتيجيات متعدد الأوميات لبناء شبكات تنظيمية جزيئية شاملة، مما يوجه في النهاية جهود الطب الدقيق الهادفة إلى التغلب على المقاومة في NSCLC.
DOI: https://doi.org/10.1186/s41065-025-00570-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41622239
Publication Date: 2026-02-02
Author(s): Jidong Miao et al.
Primary Topic: Bioinformatics and Genomic Networks
Overview
Lung cancer remains the foremost cause of cancer-related mortality worldwide, with non-small cell lung cancer (NSCLC) representing approximately 85% of cases. A significant challenge in treating NSCLC is drug resistance, which diminishes the effectiveness of therapies. This review highlights recent progress in understanding the mechanisms of drug resistance in NSCLC through multi-omics integration, which elucidates molecular networks, identifies critical biomarkers, and aids in the experimental validation of high-priority drug development candidates. Strategies such as small-molecule inhibitors targeting resistant proteins and multi-omics-guided combination therapies are proposed to counteract resistance.
The integration of multi-omics approaches has uncovered essential mechanisms, including metabolic reprogramming and the impact of epigenomic changes, such as DNA methylation, on resistance-related gene expression. These insights have led to the identification of novel therapeutic targets and strategies, including small-molecule inhibitors and immunotherapies, enhancing personalized treatment and prognostic accuracy. However, challenges remain, including data integration complexities, lack of standardization, high costs, and low throughput of certain technologies. Future efforts should focus on developing automated multi-omics platforms, advancing AI-driven data analysis, establishing standardized protocols across institutions, and fostering collaborative research to facilitate the clinical translation of findings, ultimately improving personalized medicine approaches for NSCLC and addressing drug resistance.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the critical issue of non-small cell lung cancer (NSCLC), the most prevalent subtype of lung cancer and a leading cause of cancer-related deaths worldwide. Despite advancements in treatment modalities—including surgery, chemotherapy, radiotherapy, molecularly targeted therapies, and immunotherapies—the five-year survival rate for NSCLC remains unsatisfactory, primarily due to the development of drug resistance. This resistance is a multifaceted biological phenomenon that cannot be fully understood through traditional single-dimensional studies, which often focus solely on genetic mutations.
The authors advocate for a comprehensive approach utilizing proteomics, which examines the protein landscape within cells, tissues, or organisms, to gain insights into the functional states associated with NSCLC drug resistance. They emphasize the importance of multi-omics integration, combining proteomics with genomics, transcriptomics, and metabolomics, to elucidate the complex molecular networks driving resistance. This review aims to synthesize recent advancements in proteomics-based multi-omics integration, proposing that a proteomics-centered framework can more effectively uncover the intricate mechanisms of resistance. Furthermore, the paper discusses the translational implications of these findings for drug target discovery and strategies to overcome resistance, thereby contributing to the development of precision medicine approaches in NSCLC.
Discussion
The discussion section of the research paper provides a comprehensive overview of multi-omics technologies and their significance in understanding drug resistance in non-small cell lung cancer (NSCLC). Proteomics, genomics, transcriptomics, and metabolomics are highlighted as critical components that, when integrated, offer a holistic view of the molecular mechanisms underlying resistance. Proteomics, primarily driven by mass spectrometry, reveals protein expression levels and modifications that are essential for characterizing tumorigenesis and resistance mechanisms, such as those associated with KRAS mutations. Genomics identifies oncogenic driver mutations and secondary mutations that contribute to resistance, while transcriptomics captures dynamic gene expression changes, including those linked to ferroptosis and immune responses. Metabolomics elucidates metabolic reprogramming in resistant cells, linking these changes to functional adaptations that support survival under therapeutic stress.
The integration of these omics layers is emphasized as a powerful approach to unravel the complexities of NSCLC drug resistance. For instance, combining proteomic and genomic data can correlate genetic alterations with downstream protein changes, enhancing the understanding of resistance mechanisms. Similarly, the integration of metabolomics with proteomics reveals how metabolic adaptations are driven by specific protein expressions, providing insights into potential therapeutic targets. The paper underscores the necessity of multi-omics strategies to construct comprehensive molecular regulatory networks, ultimately guiding precision oncology efforts aimed at overcoming resistance in NSCLC.