Исследователи определили нуклеотидную последовательность всей кодирующей части генома (экзома) в 457 образцах первичных опухолей и метастазов, взятых у 136 пациентов с раком молочной железы, колоректального рака и рака легких. При этом 100 метастазов подвергались воздействию лекарственных препаратов, а 99 оставались интактными. Оказалось, что лечение способствовало появлению мутаций и эволюции раковых клеток.

Метастазы появляются как из одной мутировавшей клетки или клона (такой процесс называется моноклональным посевом) в первичной опухоли, так и одновременно из разных клонов (поликлональный посев). Показано, что поликлональные метастазы обычно развивались в лимфатических узлах у пациентов, которые не проходили терапию, и реже — в тканях, отдаленных от основного очага, у лечившихся больных. В целом, ученые обнаружили, что метастазы образованы раковыми клетками с небольшим числом уникальных для вторичных очагов мутаций. Это значит, что метастазирование произошло достаточно рано, и вторичные очаги генетически очень похожи на первичную опухоль.

Иная картина возникает, когда в позднем посеве обычно участвуют клоны, образовавшиеся, когда в первичной опухоли уже присутствует большое разнообразие мутаций. Тогда вторичные очаги, чье возникновение может спровоцировать терапия, сильно отличаются от основного новообразования. Как правило, они состоят из устойчивых к лекарствам клеток. Исследователи сравнили количество уникальных для метастазов мутаций с количеством мутаций, уникальных для первичной опухоли, и выяснили, что посев происходил примерно за 2-4 года до обнаружения рака. Раньше всего метастазирование начиналось у колоректального рака и рака легких. Вторичные очаги поначалу ослаблены, но из-за медикаментозного лечения возникают мутации, делающие их более агрессивными и устойчивыми к терапии.