Opposing Evolutionary Pressures Drive Clonal Evolution and Health Outcomes in the Aging Blood System
Notice bibliographique
Résumé
The age-associated accumulation of somatic mutations and large-scale structural variants (SVs) in the early hematopoietic hierarchy have been linked to premalignant stages for cancer and cardiovascular disease (CVD). However, only a small proportion of individuals harboring these mutations progress to disease, and mechanisms driving the transformation to malignancy remains unclear. Hematopoietic evolution, and cancer evolution more broadly, has largely been studied through a lens of adaptive evolution and the contribution of functionally neutral or mildly damaging mutations to early disease-associated clonal expansions has not been well characterised despite comprising the majority of the mutational burden in healthy or tumoural tissues. Through combining deep learning with population genetics, we interrogate the hematopoietic system to capture signatures of selection acting in healthy and pre-cancerous blood populations. Here, we leverage high-coverage sequencing data from healthy and pre-cancerous individuals from the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition Study (n=477) and dense genotyping from the Canadian Partnership for Tomorrow's Health (n=5,000) to show that blood rejects the paradigm of strictly adaptive or neutral evolution and is subject to pervasive negative selection. We observe clear age associations across hematopoietic populations and the dominant class of selection driving evolutionary dynamics acting at an individual level. We find that both the location and ratio of passenger to driver mutations are critical in determining if positive selection acting on driver mutations is able to overwhelm regulated hematopoiesis and allow clones harbouring disease-predisposing mutations to rise to dominance. Certain genes are enriched for passenger mutations in healthy individuals fitting purifying models of evolution, suggesting that the presence of passenger mutations in a subset of genes might confer a protective role against disease-predisposing clonal expansions. Finally, we find that the density of gene disruption events with known pathogenic associations in somatic SVs impacts the frequency at which the SV segregates in the population with variants displaying higher gene disruption density segregating at lower frequencies. Understanding how blood evolves towards malignancy will allow us to capture cancer in its earliest stages and identify events initiating departures from healthy blood evolution. Further, as the majority of mutations are passengers, studying their contribution to tumorigenesis, will unveil novel therapeutic targets thus enabling us to better understand patterns of clonal evolution in order to diagnose and treat disease in its infancy. Disclosures Dick: Bristol-Myers Squibb/Celgene: Research Funding.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».